热变形及冷却条件对0.1%C-2%Si钢双相组织形成的影响

研究了热变形及冷却条件对0.1％C-2％Si钢双相组织形成的影响。结果表明:终轧温度与冷却速度影响钢的双相组织形成及最终马氏体与铁素体双相组织相对量;通过控轧、控冷,0.1％C-2％Si钢可获得理想的铁素体加～20％马氏体热轧双相组织。     

热变形及冷却条件对0.1%C—2%Si多双相组织形成的影响

研究了热变形及冷却条件对０．１％Ｃ－２％Ｓｉ钢双相组织形成的影响。结果表明：终轧温度与冷却速度影响钢的双相组织形成及最终马氏体与铁素体双相组织相对量;通过控轧、控冷,控冷,０．１％Ｃ－２％Ｓｉ钢可获得理想的铁素体加～２０％马氏体热轧双相组织。     

双相钢线、棒材研制动向

一、前言双相钢是由80～90％多边形铁素体和10～20％马氏体组成的混合组织。目前工业上应用的双相钢有高成型性的低合金高强度双相钢(20％马氏体,80％铁素体)和高强度高韧性结构钢(由板条状马氏体和5％以下的残留奥氏体所构成)。     

热轧C-Si-Mn系双相钢的显微组织和力学性能

热轧双相钢是指低碳或低合金钢通过临界区热处理或控轧控冷工艺得到的主要由铁素体和少量马氏体组成的高强度钢。测定了C-Si-Mn系热轧双相钢的显微组织和力学性能,以研究二者之间的关系。结果显示,铁素体和马氏体强度是影响该热轧双相钢力学性能的主要因素。建立了热轧双相钢力学性能的数学模型,该模型可以作为预测热轧双相钢力学性能的理论依据。     

CSP生产线开发C-Mn型热轧双相钢的生产实践

在包钢CSP生产线上,采用低C-Mn钢成分设计,以控轧控冷工艺批量生产了7000余吨540MPa热轧双相钢。该产品厚度3.5～13mm,组织为铁素体+马氏体,分别用于轿车车轮、重型卡车车轮的轮辐及汽车大梁等,其使用性能良好,能满足汽车车轮的减重要求。     

CSP工艺生产C-Mn-Cr、C-Mn-Si双相钢组织性能对比

采用C-Mn-Cr系和C-Mn-Si系合金成分在武钢CSP生产线上进行了DP580双相钢的生产试制,并对两种双相钢的力学性能和微观组织进行了分析和比较。结果表明,两种双相钢的铁素体晶粒尺寸相近;C-Mn-Cr系双相钢的马氏体岛较为粗大,马氏体分数较高,约为20%～30%;与C-Mn-Cr系双相钢相比,C-Mn-Si系双相钢的岛状马氏体更加细小,分布更加均匀,马氏体分数在15%～20%之间。两种双相钢的屈服强度相近,抗拉强度均在580MPa以上。C-Mn-Si系合金成分更适合于试制DP580级低成本双相钢。     

技术讲座

<正>何谓双相钢,热轧双相钢组织控制特点是什么?双相钢是指低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到的主要由铁素体（F）+少量（体积分数<20%）马氏体（M）组成的高强度钢,也称马氏体双相钢,其组织特征是在延伸性好的铁素体基体上分布一定比例的强硬马氏体。双相钢具有良好的强塑性匹配和冷变形性能及综合机械性能。     

双相钢显微组织研究进展

一、概述低碳钢或低合金高强度钢经临界区处理或控制轧制得到由铁素体和马氏体构成的钢叫双相钢。这种钢屈服点低、初始加工硬化速率高、强度与延性匹配好。已成为强度高、成形性好的新型冲压用钢。双相钢的特点是由其双相组织决定的,因此人们对双相钢的显微组织进行了大量研究。以期建立组织和性能的关系,并找出控制和饮进性能的组织因素。文献[1]描绘了双相钢的光学显微组织为在连续的铁素体基体中孤立分布马氏体岛;随后许多研究者对双相钢的显微组织,马氏体岛的精细结构、铁素体中位错组     

0.21C-0.46Si-1.4Mn网状异构组织双相钢的力学性能及加工硬化行为

基于“材料素化”的理论，以普通低碳钢为原材料，引入异质结构的微观设计理念，通过循环退火+亚临界淬火的热处理工艺制备马氏体包裹铁素体的网状异构组织双相钢，观察并研究了马氏体分布形貌以及马氏体体积分数对试验钢拉伸力学性能的影响。结果表明：网状马氏体-铁素体异构组织双相钢在室温下的拉伸强度可达1084.15～1392.24 MPa,总伸长率为7.47%～8.94%,并且兼具较低的屈强比。采用Hollomon、DC-J(Differential Crussard-Jaoul)、修正MC-J(Modified C-J)三种分析模型研究了试验钢的应变硬化特性和不同阶段的应变硬化机制。结果表明双相钢的加工硬化指数与其结构特征息息相关，MC-J分析模型相较于其他两种模型，对双相钢的加工硬化更为敏感，具有三级变形行为。在准静态室温拉伸下，网状异构双相钢具有良好的加工硬化能力，随着马氏体体积分数的增加，双相钢中硬质相马氏体可以更早地发生塑性变形。     

高品质热轧双相钢的开发

为了提高热轧双相钢的品质,研究了化学成分、轧制工艺、冷却工艺和不同季节水温等参数对热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明,无Si成分设计显著提高了热轧双相钢的表面质量;较低的终轧温度和中间保温温度有利于获得更为细小的铁素体组织和弥散的马氏体组织;低的卷取温度（280 ℃）可以获得铁素体+马氏体双相组织;冷却水水温的降低显著提高马氏体含量并提高双相钢的强度。基于上述研究,邯钢实现了系列热轧双相钢的稳定生产,双相钢制作的汽车车轮性能良好。     

高品质热轧双相钢的开发

为了提高热轧双相钢的品质，研究了化学成分、轧制工艺、冷却工艺和不同季节水温等参数对热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明，无Si成分设计显著提高了热轧双相钢的表面质量；较低的终轧温度和中间保温温度有利于获得更为细小的铁素体组织和弥散的马氏体组织；低的卷取温度（280 ℃）可以获得铁素体+马氏体双相组织；冷却水水温的降低显著提高马氏体含量并提高双相钢的强度。基于上述研究，邯钢实现了系列热轧双相钢的稳定生产，双相钢制作的汽车车轮性能良好。     

马氏体体积分数对热轧双相钢力学性能和n值的影响

通过热轧和模拟超快冷试验,试制出780 MPa级热轧双相钢,研究了马氏体的含量、形貌、分布对热轧双相钢力学性能和n值的影响。结果表明,试验钢经850℃终轧后,组织为铁素体+马氏体,抗拉强度853 MPa,屈服强度464 MPa,屈强比0.54,伸长率19.5%,n值0.14,达到热轧DP780性能要求。在高马氏体含量下(28.2%),随着马氏体含量的增加,组织中的马氏体由弥散分布的片状马氏体逐渐转变为连续的板条状马氏体,马氏体的尺寸逐渐增加;而多边形铁素体部分转变为准多边形铁素体,铁素体尺寸逐渐减小。热轧双相钢的强度和屈强比逐渐提高,而伸长率和n值逐渐降低。     

马氏体的分布对双相钢微观变形行为和力学性能的影响

通过工艺设计,对工业20钢进行了分级淬火(SQ)和临界区退火(IA)热处理,获得了马氏体体积分数相近、但马氏体分别呈离散分布和连续分布的2种双相钢.对它们的拉伸/冲击力学性能进行了表征;应用数字图像相关(DIC)方法获得双相钢的微观应变分布,并结合表面微裂纹分析,揭示了2种双相钢的不同变形断裂机制.SQ双相钢展现出较低的强度,但具有更好的塑性与冲击韧性,这源于铁素体较大变形松弛了马氏体在变形中产生的应力集中;而IA双相钢中铁素体变形受到周围马氏体的阻碍,铁素体相对小的变形不能有效松弛变形马氏体的应力,使裂纹优先在马氏体中产生,因而IA双相钢具有高强度和低塑性.     

双相区轧制对铁素体/马氏体双相钢组织性能的影响

采用双相区(α+γ)轧制及双相区短时保温处理相结合的方式,制备了一种高强高韧性低碳低合金铁素体/马氏体双相钢,并采用SEM、室温拉伸试验和维氏硬度检测等手段研究了不同轧制工艺对铁素体/马氏体双相钢组织和性能的影响。结果表明:相对于普通的连续轧制工艺,等温轧制和道次之间短时保温处理相结合的工艺对铁素体/马氏体双相钢的相比例、形貌和尺寸有重要影响。等温轧制及短时保温处理的双相钢的组织明显细化,马氏体相比例增加,组织均匀性显著改善,屈服强度提升了34%,达到1229 MPa,屈强比高达0.78,断口为韧性断口特征,呈细小韧窝状,具有良好的综合力学性能。     

退火温度对800MPa级热镀锌双相钢组织性能的影响

在实验室条件下试制800MPa级低硅热镀锌双相钢,研究了双相钢的双相处理工艺、组织和性能。实验结果表明：试样组织为铁素体＋马氏体的双相组织,M的体积含量是15％-20％。通过三种不同的热处理温度获得了不同的F＋M的比例,从而得到不同的力学性能。退火温度从780℃升到850℃,可以获得性能更好的双相钢。     

成分差异对低成本热轧双相钢组织性能的影响

实验室真空感应炉冶炼C-Mn钢、Nb-Ti钢和含Cr钢,轧后采用三段式冷却工艺试制低成本热轧双相钢,分析了成分差异对热轧双相钢组织性能的影响。结果表明,三种成分均可得到铁素体和马氏体双相组织;三者比较而言,C-Mn钢的铁素体含量较高,塑性好,但强度级别低;由于Nb-Ti钢中微合金元素Nb的固溶拖曳作用抑制相变,铁素体含量低,但细晶强化作用提高了钢板的屈服强度,屈强比增加;含Cr钢显微组织中马氏体含量最高,抗拉强度随之增高,屈强比较Nb-Ti钢降低。     

超细晶双相钢无缝钢管的中频感应热处理工艺研究

热轧无缝钢管通过中频感应加热进行循环加热+淬火工艺处理后,基体内的组织将发生多次相变,从而使铁素体以及奥氏体淬火后得到的马氏体晶粒均得以细化。通过循环热处理工艺得到基体为铁素体+马氏体组织的超细晶双相钢,且多次循环后双相钢内的铁素体晶粒可细化到1μm左右。     

控轧控冷工艺参数对X80管线钢组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜等分析方法,研究了控轧控冷工艺参数对X80管线钢组织和力学性能的影响。结果表明:终轧温度750℃时,试验钢的显微组织为多边形铁素体和粒状贝氏体,终轧温度为810℃时,显微组织为针状铁素体;在高冷速条件下,试验钢中M/A岛的尺寸、数量和体积分数均较大;具有双相组织试验钢的屈强比低,塑韧性好;M/A岛含量高、尺寸大的试验钢,其强度和屈强比高,塑韧性差。     

Si含量对DP-600级别热轧双相钢组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、纳米力学探针、透射电镜等技术对不同Si含量(0.03%和1.077%)的DP600级别热轧双相钢单向拉伸过程组织特征进行研究,分析了Si含量对相同工艺条件下双相钢显微组织特征,以及塑性变形过程中强化相与基体协调变形行为的影响。结果表明:Si作为一种铁素体形成元素,能够增加铁素体的形核率,具有细化铁素体晶粒的作用,可增加铁素体体积分数,分割并细化马氏体。Si含量的增加促进了C元素向马氏体富集,提升了单位体积马氏体的碳含量,使部分板条马氏体转变为孪晶马氏体,增加了马氏体硬度。由于Si对铁素体的净化作用,高Si实验钢中位错在铁素体中滑移时不易受到碳化物的钉扎作用。因此在相同工艺条件下,Si含量的增加可以提高双相钢的抗拉强度,提高硬度,降低屈强比。     

高马氏体含量双相钢组织及变形研究

采用不同的两相区温度保温和盐水淬火处理,在实验室条件下得到不同马氏体含量的含钒双相钢。利用扫描电子显微镜对不同马氏体含量的试样的断口和断口侧面分析,发现在高马氏体含量下,双相钢变形和断裂与马氏体含量和组织形态有关,且其均匀变形阶段的应变硬化指数n值及应变硬化速率也会随着马氏体含量的增加而显著升高。而加入钒,其碳化物弥散分布在铁素体中,增强了双相钢的应变硬化能力,提高了双相钢的力学性能。