基于马氏体温变形的高锰TRIP钢组织演变

通过热模拟压缩和两相区退火实验,结合SEM、XRD方法,研究基于马氏体温变形的高锰TRIP钢制备过程的组织演变,并分析了变形工艺和退火工艺对组织演变的影响。结果表明:高锰TRIP钢温变形促进马氏体分解及铁素体动态再结晶的发生,两相区变形过程中可以形成奥氏体,同时渗碳体粒子溶解。随后两相区退火时,铁素体通过再结晶完成等轴化,奥氏体持续形成的同时渗碳体粒子逐渐溶解。通过高锰TRIP钢马氏体温变形加两相区退火工艺,可以在较小应变量和较短退火时间条件下获得由亚微米尺度的铁素体基体、马氏体和残留奥氏体组成的复相组织。     

热处理工艺对高锰含铝TRIP钢残留奥氏体和力学性能的影响

设计了新型低碳、5％锰、含铝TRIP钢,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及室温拉伸性能测试研究了不同热处理工艺对试验钢残留奥氏体和力学性能的影响,并借助Therma-Calc热力学软件对试验钢进行了平衡热力学计算.结果表明:1％Al元素的添加,使得试验钢平衡相图中的两相区温度范围扩大并向高温区移动.试验钢在660℃等温5 min后,可以获得15.1％的残留奥氏体,对应的抗拉强度803 MPa,伸长率可以达到24％,即试验钢经过一步简单的短时间两相区退火处理后可以获得数量较多的残留奥氏体和比较理想的力学性能.另外通过在640℃、660℃两个温度进行不同时间的等温退火处理发现,随着两相区等温时间的延长,残留奥氏体的量逐渐增多,最高可以达到20.5％;等温时间越长屈服强度越低,试验钢的加工硬化性能越好.最高强度-塑性匹配出现在640℃等温1h后,抗拉强度720 MPa,伸长率可以达到30％.     

低碳中锰冷轧TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了第三代高强度高塑性低碳中锰冷轧TRIP钢的退火工艺对性能的影响和残留奥氏体稳定性。结果表明:临界区退火温度和保温时间对钢的力学性能具有显著影响,退火温度为590℃,保温时间为18 h时,实验用钢6.72%Mn-TRIP可获得815 MPa的抗拉强度和38%的断后伸长率,强塑积30 GPa·%;临界区保温时,C、Mn元素由马氏体配分到新形成的残留奥氏体,使残留奥氏体稳定在室温。大量残留奥氏体以及配分之后的马氏体和发生再结晶的铁素体,使材料具有良好的塑性和强度。     

贝氏体等温温度对含铝TRIP钢组织和性能的影响

采用连退模拟试验机、彩色金相、X衍射和拉伸试验等手段,对无硅高铝的相变诱导塑性(TRIP)钢在400～460℃贝氏体等温后得到的组织和性能进行研究,探讨了贝氏体等温温度对组织和性能的影响.结果表明:在400℃保温300 s,该实验钢的抗拉强度达到613MPa,断后伸长率达30％.随着贝氏体等温温度的升高,抗拉强度也升高,而伸长率降低.随着残奥体积分数和碳含量的减小,试样的屈服强度降低,抗拉强度升高,强塑积和断后伸长率都随之降低.     

退火温度对中锰TRIP钢组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸机和EBSD、XRD分析技术研究了中锰TRIP钢热轧后不同退火温度对组织和性能的影响。结果表明,经过热轧后,组织中有δ-铁素体条带、马氏体和残留奥氏体。当退火温度从600 ℃增加到900 ℃时,屈服强度由610.3 MPa下降到496.7 MPa,抗拉强度从757.3 MPa下降至630.4 MPa。热轧试验钢在700 ℃退火时伸长率最大,为44.9%。从整体上看,当热轧试验钢在700 ℃退火后综合力学性能最优,强塑积最高,为33.8 GPa·%。     

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·%.     

TRIP钢激光焊接后的组织与性能研究

研究了TRIP钢经激光焊接后的微观组织变化和硬度变化。试验结果表明:焊接熔融区产生了大量的马氏体和贝氏体组织,热影响区主要为马氏体、贝氏体以及少量铁素体组织;焊缝区域的显微硬度较之原基体有了显著的提高。     

TRIP钢激光焊接后的组织与性能研究

研究了TRIP钢经激光焊接后的微观组织变化和硬度变化。试验结果表明：焊接熔融区产生了大量的马氏体和贝氏体组织．热影响区主要为马氏体、贝氏体以及少量铁素体组织；焊缝区域的显微硬度较之原基体有了显著的提高。     

冷轧压下率对TRIP钢组织性能的影响

冷轧压下率对TRIP钢成品带钢力学性能和成形性能有重要的影响。以TRIP600钢为例，采用金相显微镜和拉伸试验机等检验设备，研究了不同冷轧压下率（50%、55%、60%和65%）对其组织和性能的影响。结果表明，随着冷轧压下率的增加，成品带钢组织中铁素体晶粒尺寸减小，铁素体体积分数减少，贝氏体+马氏体+残余奥氏体体积分数增加；其屈服强度和抗拉强度随着压下率的增加而增大，塑性指标则呈现先增大后减小的趋势；当压下率为60%时，成品带钢各项性能指标最佳，其强塑积为21.3 GPa·%，此时组织中残余奥氏体体积分数与其C质量分数的乘积较高，与TRIP效应提高带钢强塑积的理论一致。     

600MPa级含钒冷轧双相钢的组织性能研究

在实验室试制600 MPa级低碳Si-Mn含钒冷轧双相钢,研究了连续退火后试验钢的组织和力学性能。结果表明:经800℃保温,300℃过时效处理,可以获得综合力学性能优良的冷轧双相钢,其屈服强度为358 MPa,抗拉强度为637 MPa,伸长率达到了23.7%,BH值为55 MPa;钢中V主要以析出物和在铁素体中以固溶态两种状态存在,主要起到析出强化和细化晶粒的作用。     

先进高强度冷轧TWIP钢的组织和力学性能

采用真空熔炼法制备Fe-20Mn-3.0Cu-1.38C高强度高塑性合金钢,通过单向拉伸、X射线衍射（XRD）、光学显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）方法研究了不同冷轧变形量(12.8%~73.37%)对该合金钢微观组织、力学性能的影响,分析了冷轧变形量为32.28%该合金钢的拉伸变形微观机制。结果表明,该合金冷轧变形前后均为单相奥氏体组织,无马氏体相变发生。随着冷轧变形量的增加,合金钢的屈服强度、抗拉强度均显著提高,伸长率则减小。当冷轧变形量为32.28%,该合金钢的规定非比例延伸强度高达1383.99 MPa,抗拉强度为1619.83 MPa,达到超强钢的水平,并仍然保留41.12%的伸长率,综合性能优异。该冷轧变量下的合金拉伸变形过程中,产生TWIP效应,位错的塞积、形变孪晶的产生以及位错与孪晶间的交互作用共同提高材料的塑性和强度。     

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。     

退火温度对冷轧Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机、X射线衍射以及背散射电子衍射等技术方法研究了退火温度对冷轧态Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢的组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢冷轧后的微观组织主要为δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体、马氏体与碳化物,退火后的组织主要由δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体与碳化物组成,其中奥氏体含量因马氏体逆转变而随着退火温度升高而增加。随着退火温度的升高,屈服强度、抗拉强度均逐渐降低,伸长率逐渐提高。当退火温度达到800 ℃时,试验钢的强塑积达到27.84 GPa·%,有较好的综合力学性能。     

TRIP钢点焊接头力学性能恶化原因

电阻点焊是广泛应用于汽车车身的连接工艺,TRIP钢板是最具发展潜力的高强度汽车用钢板。试验表明,TRIP钢板点焊接头力学性能较母材下降明显,强度显著降低:抗拉强度约为母材的70%,疲劳强度为母材的8.9%,这可能成为实际使用的障碍。对此进行了试验研究,对发生破裂处部位的显微组织和力学性能进行分析,得出原因是破裂部位发生在硬度最高和硬度最低交接处的低硬度一侧,该处因为贝氏体和残余奥氏体高温回火强度低,残余奥氏体分解TRIP效应丧失延展性,加之残余应力高,容易产生应力集中,进而产生裂纹并形成环状破裂。     

冷轧压下率对TRIP钢组织性能的影响

冷轧压下率对TRIP钢成品带钢力学性能和成形性能有重要的影响。以TRIP600钢为例，采用金相显微镜和拉伸试验机等检验设备，研究了不同冷轧压下率（50%、55%、60%和65%）对其组织和性能的影响。结果表明，随着冷轧压下率的增加，成品带钢组织中铁素体晶粒尺寸减小，铁素体体积分数减少，贝氏体+马氏体+残余奥氏体体积分数增加；其屈服强度和抗拉强度随着压下率的增加而增大，塑性指标则呈现先增大后减小的趋势；当压下率为60%时，成品带钢各项性能指标最佳，其强塑积为21.3 GPa·%，此时组织中残余奥氏体体积分数与其C质量分数的乘积较高，与TRIP效应提高带钢强塑积的理论一致。     

高强度TRIP钢热轧组织的遗传性

研究了不同热轧工艺对TRIP钢热轧组织与力学性能的影响,以及热轧组织与力学性能对退火后组织与力学性能的遗传性。结果表明:卷取温度对热轧组织与力学性能的影响最大,不同的卷取温度得到了两种不同的热轧组织,①铁素体+珠光体+贝氏体组织,②铁素体+贝氏体+奥氏体组织;第一种热轧组织经过冷轧和退火后晶粒大大的细化,力学性能得到了很大提升,奥氏体含量和含碳量都大幅提升,无组织遗传性。第二种热轧组织退火后组织类型不变,晶粒度变化不大,奥氏体含量和含碳量小幅上升,表现为很强的组织遗传性与力学性能遗传性。     

退火工艺对TRIP980冷轧钢板显微组织和力学性能的影响

以冷轧TRIP980钢为研究对象,探讨了退火温度、过时效温度和过时效时间对钢板组织性能的影响。结果表明:退火温度从800 ℃降低至760 ℃,随着奥氏体化程度的降低和原奥稳定性的增强,冷却后组织中硬相含量更低,残奥含量更高,宏观表现为拉伸强度降低、伸长率提高;过时效温度从360 ℃提高至400 ℃,随着贝氏体体积分数的提高,拉伸强度提高;过时效时间从600 s延长至1500 s,随着硬相贝氏体的软化和残奥稳定性增大,拉伸强度降低、伸长率提高。