70Si3MnCrMo钢中贝氏体及其回火稳定性

 对一种新型70Si3MnCrMo钢进行了等温和连续冷却贝氏体相变热处理。利用拉伸和冲击试验研究试验钢的力学行为,利用XRD、SEM和TEM等方法对试验钢进行了相组成分析和微观组织形貌观察。研究结果表明,试验钢经等温贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在200 ℃回火,强塑积为26.4 GPa·%。经连续冷却贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在300 ℃回火,强塑积达到28.6 GPa·%。回火温度较低的情况下,热处理后的组织为由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织,这种无碳化物贝氏体由超细贝氏体铁素体板条而获得超高强度,由一定量的高碳残余奥氏体来保证较高的塑性和韧性。试验钢经连续冷却贝氏体相变,其贝氏体铁素体板条中出现了超细亚单元,并且残余奥氏体呈薄膜状和小块状两种形态分布于贝氏体铁素体板条之间,这两种形态残余奥氏体的稳定性不同。拉伸试样在变形过程中残余奥氏体持续发生TRIP效应,直至全部残余奥氏体都发生转变生成应变诱发马氏体,从而使钢得到更好的强、塑性配合,表现出十分优异的综合性能。     

汽车用先进高强钢的发展及应用

近年来,先进高强钢(Advanced High Strength Steel,AHSS)的研发已进入一个新的阶段。按照强塑积数值的不同,人们将AHSS分为第1代AHSS、第2代AHSS和第3代AHSS。第1代AHSS已经广泛应用于汽车制造领域,第2代AHSS也已应用到汽车的车身设计中。中国钢铁研究总院提出M3组织调控思路,即亚稳(Meta-stable)、多相(Multi-phase)和多尺度(Multi-scale),并率先研发出强塑积在30Gpa%的第3代AHSS。本文介绍了AHSS(如:DP钢、TRIP钢、TWIP钢和QP钢等)的工业化生产、汽车制造中的应用和研发进展。     

高强塑积汽车钢板组织控制的基本思路

正根据钢的强塑积将汽车钢分为三代:第一代汽车钢的强塑积一般为15 GPa·%;第二代汽车钢的强塑积达到了50 GPa·%,如TWIP钢;第三代汽车钢在前两代汽车钢的研究基础上,通过Q·P工艺或ART逆相变奥氏体工艺结合元素的配分和扩散过程,获得细小均匀的铁素体和亚稳奥氏体混合多相组织,中低合金质量分数的高性能汽车钢铁材料。无论是第一代汽车钢中的DP钢和TRIP钢,第     

高性能汽车钢组织性能特点及未来研发方向

 介绍了先进汽车用钢的组织和性能特点,认为具有较低强塑积的第一代汽车钢主要是通过铁素体、马氏体等多种基体组织的选取和配合对强度和塑性进行调控,第二代汽车钢通常具有单相奥氏体组织,表现出超高的强塑积,在汽车轻量化和安全性方面都有明显促进作用,但是其高合金质量分数提高了生产成本和难度,不利于规模化生产和应用。而第三代汽车钢则是通过在马氏体或超细晶铁素体基体上引入大量的亚稳奥氏体来提高汽车钢的强度和塑性,从而大幅度提高钢的强塑积。第三代汽车钢综合性能比第一代汽车钢提高1倍以上,其强塑积达到了25～50 GPa·%,接近或达到了第二代汽车钢的强塑积。新型合金化设计、高强度基体组织调控和大量亚稳奥氏体控制是第三代汽车钢的重要研究内容。基于轻量化与高安全性要求,低密度化与高强化将是未来第三代汽车钢的一个主要发展方向。     

Fe-22Mn-5Al-0.38C-0.55Si合金的微观组织及力学性能

为了研究铝和硅质量分数更高的合金,利用真空感应炉对高锰和高铝合金进行熔炼,并且对合金的拉伸性能、微观组织、断口形貌和夹杂物特征进行了分析,并对其强化机理进行了讨论。发现该合金为奥氏体-铁素体双相组织,其抗拉强度为856.2MPa,伸长率为52.3%,强塑积为44.78GPa·%。并且在拉伸后的样品中发现了变形孪晶,其强化机理为孪晶诱导塑性(TWIP)效应。     

退火时间对冷轧中锰TRIP钢组织和力学性能的影响

采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机模拟分析了退火时间对中锰TRIP钢0.1C-7Mn组织性能的影响规律.利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和X射线能量色散谱等研究了不同工艺下制备的0.1C-7Mn钢的微观组织和成分,利用X射线衍射法测量了残留奥氏体量,利用拉伸试验测试了其力学性能.0.1C-7Mn钢在650℃保温3 min退火后获得最佳的综合力学性能,其强度为1329 MPa,总延伸率为21.3%,强塑积为28 GPa·%.分析认为,0.1C-7Mn钢的高塑性是由亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体共同提供的,而高强度是由退火冷却过程中奥氏体转变的马氏体和拉伸变形过程中TRIP效应转变的马氏体的强化作用造成的.     

第3代汽车钢的组织与性能调控技术

  介绍了第3代汽车钢的基础研究与工业试制工作。对国内外高性能汽车钢进行了回顾总结,在以“多相（Multi phase）、亚稳（Meta stable）、多尺度（Multi scale）”（简称M3）为特征的组织调控理论的指导下,提出了高强塑积第3代汽车钢的超细晶基体与亚稳相的组织调控思路,采用了新型中锰合金化和逆转变奥氏体(Austenite Reverted Transformation, ART)退火的技术思路。详细介绍了第3代汽车钢的基础研究进展及工业试制结果,内容包括奥氏体逆转变退火机制,超细铁素体与亚稳奥氏体的双相形成规律,高强塑积汽车钢的力学行为及其强塑化机制,第3代汽车钢的工业试制流程及其服役性能和在汽车上应用技术与前景。本研究结果形成了以高强度和高塑性为特征的高塑积第3代汽车钢的原型钢技术,为汽车轻量化与碰撞安全性能的提高奠定了材料技术基础。     

冷轧中锰钢的成形性能

 研究了两相区退火时间对中锰钢(0.1C-5Mn)的微观组织结构、力学性能及扩孔性能的影响。利用扫描电镜(SEM)和背散射电子成像技术(EBSD)对退火过程中微观组织结构的演化进行了表征;通过拉伸和扩孔试验测定了不同退火状态下中锰钢的强度、塑性和扩孔率。研究表明,中锰钢在650℃下逆转变退火获得了含有大量奥氏体相的基体为超细晶组织的奥氏体、铁素体双相钢组织,强塑积（Rm·A）达到30GPa·%以上;奥氏体体积分数随退火时间的延长而逐步增加,但过多亚稳奥氏体对钢的综合成形性能不利。     

等温时间对低硅含铝热轧TRIP钢组织性能的影响

 为了实现低硅含铝热轧TRIP钢的工业应用，以低硅含铝热轧TRIP钢为研究对象，采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸试验和X射线衍射等试验方法，研究了不同等温时间对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，试验钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体铁素体和残余奥氏体组成，随着等温时间的增加，板条贝氏体的体积分数升高，粒状贝氏体的体积分数降低；当等温时间为20 min时，试验钢的综合力学性能最佳，抗拉强度为732.25 MPa，断后伸长率为36%，强塑积为26.36 GPa·%；残余奥氏体的体积分数和碳含量先升高后降低，等温时间为20 min时试验钢表现出较强的加工硬化行为。     

2 GPa中碳中锰纳米贝氏体钢的相变和塑性机理

 高碳(质量分数为0.78%~0.98%)高硅(质量分数约为1.5%)钢采用低温贝氏体转变(通常为150~250 ℃),可获得不小于2.0 GPa超高强度,但塑性较低(通常不大于8.0%);同时需要非常长的贝氏体相变时间(通常不小于4 d)。采用降低碳含量(Fe-0.30C-1.5Si-1.5Ni)的成分设计,可以显著加速贝氏体相变(300 ℃等温0.5 d),获得优良强度(抗拉强度(1 138±6) MPa)和塑性(伸长率为18.5%±1.5%)匹配的性能;但很难达到超高强度(1 500 MPa)级别。参考高/中碳贝氏体钢的合金设计、显微组织和力学性能特点,采用“中碳、以铝代硅、以锰代镍”的合金成分(Fe-0.30C-1.2Al-5.0Mn)体系,在M_s(马氏体开始转变温度)温度(300 ℃)附近进行贝氏体相变,可以获得强度为2.0 GPa级((2 029±9) MPa),伸长率超过10.0%(11.5%±1.0%)的高塑性纳米贝氏体钢,同时贝氏体相变时间适中(等温2 d),合金制造成本低廉(镍质量分数约为0.5%)。Fe-0.30C-1.2Al-5.0Mn钢具有超高强度主要是由于硬相组织贝氏体铁素体和马氏体总体积分数为85.1%,其中贝氏体铁素体板条宽度为(85±30) nm。具有较高塑性主要是由于软相组织残留奥氏体的体积分数为14.9%,碳质量分数为1.12%,位于贝氏体铁素体板条之间的薄膜状残留奥氏体尺寸为(30±15) nm;同时碳、锰元素能够增加残留奥氏体稳定性,特别是相对于低锰含量,5%中锰元素对残留奥氏体有更显著的稳定性作用,使其在低应力作用下不容易发生相变,但在高应力过程中持续发生TRIP效应以提高塑性。     

汽车用先进高强度钢开发和研究的进展

先进高强度钢已经在汽车上得到了广泛应用,并在汽车的减重、安全、节能、环保等方面表现出广阔的前景。强度更高、成型性更好的新型先进高强度钢的开发也得到越来越多的重视。对正在开发的新型先进高强度钢开发和研究现状进行了简述,并对下一代高强度钢的研究进行了预测。     

中锰钢的研究进展与前景

总结了国内外中锰钢研究现状, 对文献中中锰钢的成分设计、成型工艺、热处理工艺、组织性能调控等进行汇总分析, 得到了合金元素、成型工艺、微观组织结构和热处理对力学性能的影响规律, 并对中锰钢的性能例如lüders带和PLC带对加工硬化率的影响、氢致延迟开裂性能给予了重点关注和讨论; 同时提出借鉴第二代先进高强钢(纯奥氏体相)"层错能"这一控制形变模式的概念, 对中锰钢中奥氏体相的形变模式提出预测; 最后对目前中锰钢研究的争议问题、发展前景及未来可能面对的问题进行阐述.      

第3代汽车用中锰钢的研究现状

概述了第3代汽车用中锰钢的研究现状及进展,介绍了已开发的中锰钢的化学成分及其设计依据,分析了不同合金元素对中锰钢组织和性能的影响,揭示了中锰钢的高强度、高塑性和高加工硬化率的形成机制,讨论了逆相变退火工艺与拉伸行为的关系,并对中锰钢的未来应用领域进行了预测。     

稀土在汽车用先进高强钢中的研究现状

成分设计与优化是先进高强钢增强、增塑以及增韧的关键技术之一。随着钢质高纯化装备和技术的进步与发展,稀土元素在钢中的应用已由净化、夹杂物改性逐步向微合金化过渡。从第一代铁素体基软钢和高强低合金钢向第二代奥氏体基超高强钢,再到多相、亚稳和多尺度组织调控的第三代高强韧性钢,先进高强钢的微合金化技术一直是控制组织和性能的有效举措。稀土原子具备较大原子半径以及与O、S的高亲和力等优异特性,可从控制凝固与固态相变,影响碳元素与合金元素的扩散等多方面影响先进高强钢的组织结构,从而对其力学性能、成形性能以及耐腐蚀等服役性能产生显著影响。本文阐述了稀土元素分别在第一代、第二代和第三代典型先进高强钢中的作用机理,并展望了稀土元素在未来汽车钢中的应用前景。      

超低碳贝氏体钢生产概述

超低碳贝氏体钢（ULCB）被国际上称为21世纪的新一代钢铁材料,由于ULCB具有相对较低的生产成本,并具有高强度、高韧性、理想的屈强比厦优良的焊接性能等,所以近年来,国内外各钢铁公司都致力于ULCB的开发研制。本文介绍了ULCB中合金元素的作用机理,并对国内相关厂家生产ULCB的工艺控制及产品性能作了分析。     

Role of Niobium in Advanced High Strength Steels for Automotive Applications

Two major drivers for the use of newer steels in the automotive industry is fuel efficiency and increased safety performance.Fuel efficiency is mainly a function of weight of steel parts,which in turn,is controlled by gauge and design.Safety is determined by the energy absorbing capacity of the steel used to make the part.All of these factors are incentives for the U.S.automakers to use Advanced High Strength Steels (AHSS) to replace the conventional steels used to manufacture automotive parts in the past.AHSS is a general term used to describe various families of steels.The most common AHSS is the dual-phase steel that consists of a ferrite-martensite microstructure.These steels are characterized by high strength,good ductility,low tensile to yield strength ratio and high bake-hardenability.Another class of AHSS is the multi-phase steel which have a complex microstructure consisting of various phase constituents and a high yield to tensile strength ratio.Transformation Induced Plasticity (TRIP) steels is the latest class of AHSS steels finding interest among the U.S.automakers.These steels consist of a ferrite-bainite microstructure with significant amount of retained austenite phase and show the highest combination of strength and elongation,so far,among the AHSS in use.High level of energy absorbing capacity combined with a sustained level of high n value up to the limit of uniform elongation as well as high bake hardenability make these steels particularly attractive for safety critical parts and parts needing complex forming.Finally,martensitic steels with very high strengths are also in use for certain parts.The role of Niobium in all of the above families of advanced steels for the automotive industry will be discussed in this paper.     

冷轧中Mn－TRIP钢的机理与研发进展

中Mn-TRIP钢作为第三代汽车用钢研发的重点,从21世纪初就得到越来越多国内外汽车及钢铁企业的关注。介绍了中Mn-TRIP钢种的最新机理研究与工业化进展。中Mn-TRIP钢主要由纳米级至微米级铁素体和亚稳奥氏体构成,有时也含有一定比例的马氏体,其组织特征和变形机理与其他先进高强钢有显著不同。众多科研院所做了大量工作,包括中Mn成分设计、相变精细结构表征、超细晶Lüders应变行为、相变诱导加工硬化、奥氏体不全位错滑移等,从而对中Mn-TRIP钢有了更为深入的认识。1 000~1 200 MPa级冷轧中MnTRIP钢和热镀锌中Mn-TRIP钢已经成功实现了工业化试制,其强塑积大于35 GPa·%,标志着冷轧中Mn-TRIP钢正逐步由基础研究向工业化生产推进。     

钛微合金中锰钢强韧化机制研究

低碳中锰钢因为其优异的力学性能及低成本的成分设计逐渐被应用到海洋平台用厚板生产制备中，通过对钛微合金化低碳中锰钢进行控轧控冷工业试验，观察不同厚度位置的显微组织及析出物形貌，测定了室温拉伸及低温冲击韧性，并对其强韧化机制进行了分析。结果表明，试验钢基体为板条宽度200～400nm的回火马氏体和宽度为50～100nm的逆? 浒率咸甯春喜阕醋橹胰穸确较蜃橹阅芫刃越虾茫慷染笥?60MPa、屈强比均小于等于0. 88、伸长率均大于20%、-60℃冲击功均大于200J。试验钢的主要强韧化机制有亚微米尺度的复合层状组织、大角度晶界韧化机制、亚稳态逆? 浒率咸錞RIP效应、Ti（C，N）粒子的细晶强化及析出强化效应，多种强化机制叠加作用，最终获得高强韧的中锰钢厚板。     

第3代汽车用Mn-Al系中锰钢的研究现状

概述了Mn-Al系第3代汽车用中锰钢的研究现状,介绍了已开发的Mn-Al系中锰钢的化学成分及其设计依据,分析了不同合金对Mn-Al系中锰钢组织和性能的影响,揭示了中锰钢的高强度高塑性和高加工硬化率的形成机制,并讨论了Mn-Al系中锰钢的退火组织和力学性能。