超低屈强比冷轧DP780钢的组织及性能研究

研究了冷轧退火工艺参数对DP780双相钢的显微组织和力学性能的影响。通过调整连续退火工艺来控制显微组织中一次铁素体、二次铁素体、马氏体、残余奥氏体的比例、尺寸、形貌、分布,同时获得了连退工艺参数、显微组织、力学性能的关系。结果表明,在传统冷轧铁素体和马氏体双相钢的组织中有5%~7%的残余奥氏体,不仅可以获得屈强比≤0.5的超低屈强比冷轧DP780型钢,也改善了成形性能。     

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在连续退火模拟实验机上对冷轧双相钢进行了退火镀锌工艺的模拟实验,在实验室制备了冷轧热镀锌双相钢DP780,利用光学显微镜、SEM、TEM和EBSD技术对其显微组织进行了观察和分析,并对其力学性能进行了检测。实验结果表明：试样组织为铁素体加马氏体岛的双相组织,并有少量的残余奥氏体存在。该钢板具有良好的综合力学性能,达到了DP780级别双相钢的性能要求。     

退火温度对C-Mn-P-V高强度TRIP钢组织和力学性能的影响

通过不同温度的两相区退火处理,研究了C-Mn-P-V高强度TRIP钢的组织和力学性能.结果表明,在780～820℃范围内,随两相区退火温度的降低,铁素体量、残余奥氏体量增加,贝氏体量减少,抗拉强度Rm降低.TRIP钢中残余奥氏体量的增加明显提高延伸率,对强度也有贡献.780℃退火的工艺可获得最大强塑积-Rm·A=16630MPa·%.     

提高低碳微合金钢中残余奥氏体数量的热处理新工艺

钢中残余奥氏体的数量及其稳定性与钢的力学性能密不可分。为了提高低碳微合金钢中残余奥氏体的数量,本文研究了一种热处理创新工艺。结果表明,试验钢经780℃退火30 min,660℃回火30 min,最后经500℃回火30 min处理,获得了数量最多的残余奥氏体。透射电镜分析表明析出物分布在残余奥氏体内。力学性能测试结果表明此工艺下试验钢通过TRIP效应获得的强塑积最高。     

中碳低硅TRIP钢组织与力学性能的研究

采用Gieeble3500对中碳低硅TRIP钢进行了连续退火模拟,研究了不同两相区及贝氏体区等温温度对组织、力学性能及应变硬化规律的影响.结果表明,在780℃+ 400℃处理时获得最大的残余奥氏体量、伸长率及强塑积.450℃贝氏体等温时残余奥氏体转变量最大,由于残余奥氏体稳定较差,大量转变发生在变形早期阶段,其对伸长率的贡献不大.与之相反,400℃时残余奥氏体的力学稳定性较好,能较均匀且缓慢地发生转变,从而获得最好的塑性.     

低合金多相钢中残余奥氏体对塑性和韧性的影响

研究了经临界退火和不同温度回火后多相组织低合金钢中残余奥氏体对塑性和韧性的影响.结果表明,实验钢经两相区临界退火和不同温度回火后,获得了临界铁素体、回火马氏体/贝氏体以及体积分数分别为2%,5%,10%的残余奥氏体多相组织.含有不同体积分数残余奥氏体的多相组织钢强度差异不大,其屈服强度介于540~590 MPa,抗拉强度介于720~780 MPa.残余奥氏体含量对塑性和韧性影响显著.随着残余奥氏体含量的增加,实验钢的均匀延伸率和断后延伸率分别从10.3%和23.8%提高到20.4%和33.8%.塑性的提高主要是由于残余奥氏体在拉伸过程中逐步发生马氏体相变,从而提供持续的加工硬化能力,推迟颈缩的发生.残余奥氏体对韧性的改善随着冲击测试温度的降低变得更加显著.冲击温度高于-60℃时,不同体积分数的残余奥氏体实验钢的冲击功均在120 J以上,当冲击实验温度为-80℃时,残余奥氏体含量仅2%的实验钢的冲击韧性仅14 J,而含有残余奥氏体体积分数约10%的实验钢在-80和-100℃的冲击功仍然保持在60~80 J.残余奥氏体的存在有利于提高低温冲击过程中的塑性变形能力,延迟起裂,提高起裂功,从而有利于获得优异的低温冲击韧性.     

铌微合金化高强塑积冷轧DP780钢的I&Q&P工艺

基于亚稳奥氏体形变诱导相变理论,在实验室采用盐浴炉对800 MPa级冷轧双相钢DP780的I&Q&P(临界退火与淬火配分)工艺进行了探讨,并采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机与XRD对不同工艺下试验钢的组织性能进行了研究。结果表明,在I&Q&P工艺试验条件下,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体与残留奥氏体组成;830 ℃退火时铁素体晶粒尺寸以＞5 μm为主,860 ℃退火下其晶粒尺寸以＜5 μm为主。830 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较大,860 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较小。860 ℃退火+260 ℃淬火时,试验钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度、伸长率与强塑积分别为802 MPa、26.8%与21.5 GPa·%,钢中残留奥氏体含量高达13.89%。     

冷轧DP590钢的组织性能及塑性增强机理

采用连续退火模拟试验研究了不同退火温度和闪冷温度对DP590钢性能的影响,基于连续退火模拟结果制定了塑性增强DP590钢工业试制关键参数,对塑性增强和传统工艺生产DP590钢的力学性能及显微组织进行了分析,并探讨了其塑性增强机理。研究结果表明,随退火温度和闪冷温度提高屈服强度提高,抗拉强度呈下降趋势,传统DP590钢中马氏体主要沿铁素体晶界呈细条状或粒状分布,铁素体晶粒尺寸6～8μm,马氏体体积分数11. 3%,而工艺改良后塑性增强DP590钢组织中马氏体呈弥散分布在铁素体基体内,其体积分数为8. 5%,另外含有非常细小的弥散分布粒状马氏体岛或残留奥氏体,经XRD和EBSD定量分析残留奥氏体体积分数约2%,残留奥氏体对最终产品性能提高起到关键作用,且批量生产性能保持了良好的稳定性。     

980 MPa级汽车薄板钢拉深冲杯延迟开裂性能的研究

利用拉深试验研究了三种抗拉强度为980MPa级别超高强汽车薄板钢的延迟开裂性能。结果表明,DP980钢的组织主要为马氏体+铁素体;QP980钢的组织主要为马氏体+铁素体+少量残余奥氏体;TWIP980钢的组织主要为奥氏体。DP980和QP980钢耐延迟开裂性能较好,而TWIP980钢的耐延迟开裂性能最差。此外,奥氏体在变形过程中稳定性对钢的延迟开裂性能有重要影响。     

冷轧双相钢连续退火初期的组织演变规律

用Gleeble-1500热模拟试验机模拟了工业试制的冷轧DP600双相钢连续退火过程,利用光学显微镜、扫描电镜等研究了冷轧DP600双相钢在连续退火过程中的组织演变规律.结果表明,DP600双相钢在连续退火初期,主要发生铁素体的再结晶、珠光体的溶解和奥氏体的形成;冷轧压下60%的DP600钢板约在640℃开始再结晶,680℃再结晶基本结束,整个再结晶过程大约在4 s内完成;奥氏体优先在铁素体与珠光体交界面上或者铁素体晶界的碳化物粒子上形核并迅速长大,部分在铁素体晶粒内的碳化物粒子处形核.     

异构片层结构304不锈钢的制备及其力学性能

采用形变诱导马氏体退火逆转变工艺制备了异构片层结构(HLS)的304奥氏体不锈钢。通过扫描电镜和X射线衍射仪分析了304奥氏体不锈钢的显微组织和物相组成,并采用室温拉伸试验研究了其力学性能。结果表明,通过变形量为34%的热轧、75%的冷轧以及700 ℃退火12 min后,试验钢中的马氏体相逆转变为奥氏体相,部分残留奥氏体发生再结晶,获得了由微米再结晶晶粒与超细晶/纳米晶晶粒以及残留奥氏体晶粒组成的异构片层结构,微米再结晶晶粒和残留奥氏体被超细晶/纳米晶晶粒所包围。异构片层结构304奥氏体不锈钢的屈服强度为940.1 MPa,断裂总延伸率为43.1%,获得了良好的强度-塑性匹配。     

Effect of silicon content and annealing temperature on formation of retained austenite and mechanical properties in multi-phase steels

Cold-rolled and annealed ultra-high strength sheet steels with good ductility accompanied by TRIP of retained austenite have received considerable attention in recent years. This paper discusses the effect of silicon content and annealing temperature on the formation of retained austenite and the mechanical properties in Fe-0.34%C-1.7% Mn steels whose structure consists of ferrite, bainite and retained austenite. Silicon inhibited the cementite formation in bainite during isothermal holding and partitioned carbon from bainite to austenite, resulting in an increase in retained austenite content. When the silicon content was increased to 1.0 wt.% or higher, the amount of retained austenite markedly increased leading to good mechanical properties. 0.34%C-1.03%Si-1.7%Mn steel showed a high tensile strength of 1,030 MPa and a total elongation of 34.5% when annealed at 780°C for 5 min followed by isothermal holding at 400°C for 5 min. In this case, the amount of retained austenite was about 25%. The variation in tensile strength-elongation combination had good correlation with that in the amount of retained austenite with both annealing temperature and silicon content. The most retained austenite was obtained in the steel annealed at just above A_C1 temperature. The annealing temperature which gives the most retained austenite was decreased with decreasing the silicon content.     

含Al中锰TRIP钢原始组织对临界退火后组织与力学性能的影响

利用Factsage软件、SEM、XRD等研究了不同原始组织的0.2C-5.0Mn-0.5Si-1.0Al中锰TRIP钢经临界区退火处理后的显微组织与力学性能。结果表明,经热力学计算、设计的不同预处理工艺处理后试验钢的组织分别为:铁素体+块状残留奥氏体(700 ℃预处理10 min)、铁素体+马氏体+少量残留奥氏体 (800 ℃预处理5 min) 和马氏体+少量碳化物 (900 ℃预处理5 min)。不同预处理工艺处理后试样能获得不同形貌的残留奥氏体,700 ℃预处理+临界退火试样得到块状残留奥氏体,其他两种工艺下为膜状残留奥氏体。800 ℃预处理+临界退火试样拥有最佳力学性能,屈服强度为840 MPa,抗拉强度为1121.5 MPa,伸长率为33.25%,强塑积达到37.29 GPa·%。残留奥氏体形貌对中锰钢的加工硬化性能有显著影响,700 ℃预处理+临界退火试样的块状残留奥氏体稳定性较差,表现出高的加工硬化率,但持续区间较短;而800 ℃预处理+临界退火试样的膜状残留奥氏体稳定性更好,试样呈现较高的加工硬化率且持续区间较长。     

ART退火后冷却方式对0.1C-7.2Mn钢加工硬化行为的影响

以0.1C-7.2Mn热轧和冷轧中锰钢为研究对象,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、室温拉伸试验等手段,研究了奥氏体逆相变(ART)退火后不同冷却方式对中锰钢加工硬化行为的影响。结果表明,热轧试验钢ART退火后得到板条状铁素体-奥氏体组织,退火后空冷试样中有大量碳化物析出,而水冷抑制了碳化物析出。冷轧试验钢ART退火后得到了等轴状铁素体-奥氏体组织,退火后空冷试样表现为连续屈服,而水冷促进了组织的等轴化;热轧试样获得更高体积分数的残留奥氏体,获得了优异的力学性能;残留奥氏体体积分数越大,拉伸变形过程中发生的TRIP效应越持久,提供更高、更持续的加工硬化。     

Nb对中锰TRIP钢临界退火过程中组织演变的影响

采用临界退火热处理工艺,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察含铌和不含铌的两种热轧中锰TRIP钢在不同退火制度下的碳化物演变行为及铌对中锰TRIP钢微观组织、残留奥氏体体积分数与稳定性的影响。结果表明:试验钢经临界退火处理后获得超细晶铁素体与残留奥氏体复相组织。随着退火温度的提高,残留奥氏体体积分数出现先升高后降低的趋势;随着退火时间的延长,碳化物逐渐溶解,残留奥氏体体积分数逐渐增加,达到平衡后保持不变。Nb元素的加入可细化奥氏体晶粒,延缓碳化物溶解,推迟奥氏体转变,增加膜状奥氏体,提高奥氏体稳定性。     

两相区退火对不同硅含量TRIP钢残留奥氏体和力学性能的影响

研究了硅含量分别为1．5wt％和1．0wt％的冷轧低碳硅锰TRIP钢两相区退火温度对残留奥氏体量和力学性能的影响。结果表明，随两相区退火温度的升高，两种钢的残留奥氏体量和残留奥氏体中的含碳量以及其屈服强度和抗拉强度都上升。当硅含量降至1．0％时，对钢的残留奥氏体量没有影响，但是降低了残留奥氏体中的碳含量，同时降低了钢的抗拉强度。两种钢的最大强塑积值相近，约为22000MPa%。     

C含量对冷轧Fe-6Mn-1Al中锰钢组织与性能的影响

研究了C含量(质量分数)分别为0.06%、0.15%和0.30%的冷轧中锰钢Fe-6Mn-1Al退火后的组织及室温拉伸后的力学性能变化规律。结果表明,不同C含量的试验钢经660 ℃退火后的组织均为铁素体+奥氏体的双相组织。随着C含量的增加,试验钢中奥氏体的体积分数由19.34%增加到38.70%,且C含量的增加引起了配分到奥氏体中的C、Mn含量的增加,使奥氏体的稳定性得到了提升。C含量较高的试验钢变形过程中的TRIP效应更显著,使试验钢的加工硬化能力得到了提高,获得更好的综合力学性能。C含量从0.06%增加至0.30%,试验钢的强塑积由28.0 GPa·%增加到51.4 GPa·%。     

0.2C-5Mn-1.5Al中锰TRIP钢的显微组织及力学性能

利用相变热力学模拟计算,扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),拉伸试验机等设备系统研究了不同退火工艺下0.2C-5Mn-1.5Al中锰TRIP钢的相变特点及组织性能,通过与不添加Al的0.2C-5Mn中锰TRIP钢进行比较,研究了Al对相变规律及工艺与组织性能的影响规律。结果表明:Al添加提高并扩大了临界区温度范围,使得中锰钢可以选择更高的临界退火温度,这有助于加快奥氏体逆相变过程,缩短退火时间;同时Al的添加促进了C,Mn元素的聚集,有效提高了残留奥氏体含量,增强了变形过程中的TRIP效应;随着退火温度的升高,0.2C-5Mn-1.5Al钢的奥氏体含量及伸长率均表现为先增加后减少的趋势,而屈服强度略微下降,拉伸强度持续增加,在760 ℃退火3 min时获得最佳的力学性能:伸长率为32%,强塑积为35 GPa·%,Al的添加有效提高了0.2C-5Mn中锰TRIP钢的综合力学性能。     

Effect of Prior Cold Deformation on the Stability of Retained Austenite in GCr15 Bearing Steel

In this work, the effect of prior cold deformation on the stability of retained austenite in GCr15 bearing steel was investigated after quenching and tempering treatment. The thermal stability was evaluated by calculating thermal activation energy for decomposition of retained austenite using differential scanning calorimeter. The mechanical stability was investigated according to the strain-induced martensitic transformation behavior of retained austenite under the standard compression testing. It is found that the prior cold deformation not only accelerates the carbide dissolution during the austenitization process but also contributes to the carbon partitioning in the tempering stage due to the higher density of phase boundaries, which results in the improvement of the thermal stability of retained austenite. Due to the enhanced carbide dissolution, the higher carbon content in the prior austenite will intensify the isotropic strain of martensitic transformation. As a consequence, the film-like retained austenite is likely to form under a higher hydrostatic pressure and thus shows a higher mechanical stability. Additionally, it is noteworthy that the benefits of the prior cold deformation to the stability of retained austenite would be saturated when the cold deformation degree is larger than 40%.