两相区退火中锰TRIP钢残余奥氏体含量与加工硬化行为

采用ART (奥氏体逆相变)退火热处理工艺,研究了两相区温轧和退火过程中冷轧中锰TRIP钢中残余奥氏体体积分数变化与加工硬化行为。结果表明:冷轧实验钢经两相区温轧退火处理后,获得了临界铁素体与残余奥氏体或马氏体组成的超细晶复相组织。在645℃,随退火时间的延长,受少量碳化物析出及溶解与C、Mn元素富集程度的影响,残余奥氏体含量由20. 8%先下降至18. 7%后回升至22. 8%最后又骤降至4. 5%。退火时间小于5 h时,实验钢持续加工硬化水平较高,其中均匀塑性形变阶段中,加工硬化指数随退火时间增加,表现出先升高后降低的变化趋势,在退火1 h时加工硬化能力达到最高。     

一种C-Mn-Al-Si-Nb钢在不同工艺下的组织及力学性能

采用三种不同热加工工艺进行了一种C-Mn-Al-Si-Nb钢的轧制,借助扫描电镜、X射线衍射及拉伸实验研究了它的组织及力学行为。结果表明:在控制冷却TRIP(相变诱发塑性)钢工艺、动态相变TRIP钢工艺及贝氏体等温处理工艺下,实验钢分别获得了以较粗大铁素体、细晶铁素体和板条贝氏体为基体,并含有一定残余奥氏体的多相组织。控制冷却TRIP钢强度最低,但同时残余奥氏体稳定性较低,变形过程中转变最多,加工硬化能力较强,延伸率也最高。动态相变TRIP钢中细晶铁素体提高了基体强度,残余奥氏体稳定性较高,变形初期加工硬化能力不足。贝氏体钢基体强度最高,但残余奥氏体稳定性也较高,变形过程中转变量最少,对塑性提升作用有限。     

1300MPa级0.14C-2.72Mn-1.3Si钢的显微组织和力学性能及加工硬化行为

在连续退火试验机上,对一种Mn含量介于中锰和低锰含量之间的C-Si-Mn系(0.14C-2.72Mn-1.3Si,质量分数,%)超高强钢进行处理,获得了具有铁素体、淬火马氏体、回火马氏体以及一定量残余奥氏体的多相组织.利用膨胀仪,SEM,TEM,EBSD和XRD等对实验钢在不同热处理工艺下的微观组织进行了表征.结果表明,800℃退火实验钢获得最佳综合力学性能,屈服强度为672MPa,抗拉强度为1333MPa,总伸长率为13%.这主要是800℃退火钢精细的组织、合适的相比例以及一定量残余奥氏体共同作用的结果.对实验钢加工硬化行为进行了深入分析,讨论了实验钢瞬时加工硬化指数n的变化,采用修正的C-J方法对实验钢多阶段加工硬化行为进行了分析,探讨了马氏体结构参数fM/dM(fM为马氏体体积分数,dM为马氏体等效直径)和铁素体体积分数等对加工硬化的影响.结果表明,实验钢颈缩前随真应变增加n快速增加后减小,但不同温度退火实验钢n减小趋势不同;由于不同温度退火实验钢马氏体体积分数不同,经修正后的C-J法分析得到了2阶段和3阶段的加工硬化行为;铁素体体积分数对马氏体与铁素体共同塑性变形的应变范围△e有显著影响,低温时共同变形范围小,高温时范围逐渐增大,过高温度时可能又减小.综上,实验钢高的初始加工硬化率源于各相的配比、形貌和分布等,是各组织协调配合和各因素共同作用的结果,有利于提高实验钢的强度和塑韧性.     

晶粒尺寸与应变量对高锰奥氏体钢加工硬化行为的影响

选用冷轧后的高锰奥氏体钢,进行不同时间的固溶处理,以得到不同晶粒尺寸的试验钢。测试其力学性能,计算其加工硬化指数n,通过背散射电子衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法表征其微观组织。试验结果表明,随着晶粒尺寸的增加,试验钢的强度有所降低,其伸长率以及n值明显提高,证明晶粒尺寸增大可明显提高试验钢的加工硬化能力。进一步研究试验钢中的真应变量对加工硬化机制的影响,发现在应变量较小(ε0. 096)时,形变孪晶并未生成,位错强化是加工硬化的主要机制。随着应变量提高,形变孪晶量逐渐增加,且增殖速度不断加快,孪晶强化机制成为主导。直至ε 0. 300后,形变孪晶的增殖速度不在加快,n值也不再上升,加工硬化行为在位错强化与孪晶强化的共同作用下平稳进行,直至断裂。     

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.     

等温温度对低硅含铝热轧TRIP钢组织性能的影响

以低Si含Al热轧TRIP钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、拉伸试验、X射线衍射仪和电子探针等试验方法,研究了不同等温温度对试验钢组织性能的影响。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,随着等温温度的升高,残余奥氏体分解为新生成铁素体和碳化物;当等温温度为450 ℃时,试验钢的力学性能最佳,其抗拉强度为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先升高后降低,而C含量逐渐降低,等温温度为450 ℃时试验钢表现出较强的加工硬化行为。     

预应变对TRIP钢力学性能及硬化行为的影响北大核心CSCD

为了研究TRIP钢不同变形量后的使用性能,对TRIP690冷轧镀锌板进行了分别为5%、10%、15%、20%的预应变准静态拉伸,研究不同预应变对TRIP钢的力学性能及加工硬化行为的影响,并通过XRD技术测量残留奥氏体的变化规律。结果表明:预应变对TRIP钢的屈服强度、屈强比、平均加工硬化值影响显著,其中屈服强度和屈强比均随预应变量增大而显著增大,抗拉强度和强塑积均小幅增大;同时由于随拉伸预应变量增大,残留奥氏体持续地向马氏体发生渐进式转变,残留奥氏体含量降低,且剩余的残留奥氏体较为稳定难以诱发相变,使得材料的加工硬化能力明显减弱。     

Nb微合金化CMnSi、CMnAl热轧TRIP钢组织性能研究

研究了在相同的控轧控冷工艺条件下,N b微合金化CMnSi系与CMnAl系热轧TRIP钢的显微组织和力学性能。结果显示,由于Si的固溶强化作用和残余奥氏体在形变过程中的相变强化作用,使CMnSi系热轧TPIP钢的强度与塑性良好结合,抗拉强度为829Mpa,断裂总伸长率为25.44%,残余奥氏体晶粒间距小,充分弥散,可以得到较高的n值。     

预应变对TRIP钢力学性能及硬化行为的影响

为了研究TRIP钢不同变形量后的使用性能,对TRIP690冷轧镀锌板进行了分别为5%、10%、15%、20%的预应变准静态拉伸,研究不同预应变对TRIP钢的力学性能及加工硬化行为的影响,并通过XRD技术测量残留奥氏体的变化规律。结果表明:预应变对TRIP钢的屈服强度、屈强比、平均加工硬化值影响显著,其中屈服强度和屈强比均随预应变量增大而显著增大,抗拉强度和强塑积均小幅增大;同时由于随拉伸预应变量增大,残留奥氏体持续地向马氏体发生渐进式转变,残留奥氏体含量降低,且剩余的残留奥氏体较为稳定难以诱发相变,使得材料的加工硬化能力明显减弱。     

配分温度对热轧Q&P钢组织性能的影响

基于汽车轻量化原则,应用超快冷和一步法配分工艺可得到高强塑积的热轧Q&P钢,借助OM、SEM、TEM、XRD和室温拉伸等实验手段,研究配分温度对试验钢组织性能的影响规律。研究表明:随着配分温度的增加,组织中的马氏体板条束细化,残余奥氏体含量增加,其抗拉强度和屈服强度减小,伸长率和强塑积增加,屈强比减小,n值增加。400℃配分的试验钢,残余奥氏体含量最多为12.7%,其抗拉强度为1012 MPa,伸长率为23.5%,屈强比最低为0.62,n值最高为0.15,强塑积最高为23.78 GPa·%,其综合力学性能最好。     

Mechanical Properties and Retained Austenite Stability of High Aluminum TRIP-aided Cold-rolled Steel Sheets

The mechanical properties, microstructure and retained austenite stability of CMnAlSi-TRIP steels were investigated in this paper. The steel sheets were hot-rolled, cold-rolled and heat treated by intercritical annealing and isothermal heat treatment. The microstructure, volume fraction of retained austenite and its carbon concentration were observed by Optical microscopy and X-ray diffraction. The mechanical properties were obtained through uniaxial tensile test. The results show that the CMnAlSi cold-rolled TRIP-aided steels have good combination of strength and ductility with proper isothermal heat treatment, the retained austenite stability determines incremental strain hardening exponent during strain-induced martensitic transformation, and affected by its volume fraction and carbon content. The retained austenite stability has a good correlation with the combination of strength and ductility.     

EFFECTS OF CARBON CONTENT AND ROLLING PROCESSING ON RETAINED AUSTENITE FOR HOT-ROLLED TRIP STEELS

The effects of finishing rolling temperature and coiling temperature on retained austenite were studied for hot-rolled transformation induced plasticity (TRIP) steels with different carbon content. The experimental results showed that an appropriate volume fraction of retained austenite from 6% to 11% could be obtained according to the different carbon content less than 0.20% by controlled finishing rolling and coiling for the hot-rolled TRIP steels. It can be concluded that carbon content has a significant effect on the fraction of retained austenite and coiling processing plays stronger role on retaining austenite than fishing rolling processing.     

Q&P工艺对22MnB5钢微观组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机、扫描电镜、XRD和EBSD等手段对22MnB5钢的微观组织及力学性能进行了表征,并重点分析了一步法Q&P工艺处理后的22MnB5钢中残留奥氏体含量及残留奥氏体中碳含量与力学性能的关系。结果表明：采用一步法Q&P工艺,可以获得抗拉强度超过1400 MPa,伸长率超过15%的超高强度22MnB5钢板。随着淬火温度从240 ℃升高至300 ℃,22MnB5钢的组织由马氏体转变为马氏体+残留奥氏体复相组织,试样中的残留奥氏体含量逐渐增加。相同配分温度延长配分时间,残留奥氏体含量呈现先增加后降低趋势。不同热处理工艺下残留奥氏体中的平均碳含量为1.49wt%。采用一步法Q&P热处理工艺可以使残留奥氏体中富集碳,提高残留奥氏体稳定性,强塑积可以达到22.14 GPa·%。     

变质处理对高硅铸钢残留奥氏体及力学性能的影响

采用X射线衍射对RE/V/Ti复合变质处理后高硅铸钢等温淬火组织中残留奥氏体量及残留奥氏体含碳量进行了测定.采用透射电子显微镜(TEM)和光学显微镜(OM)对高硅铸钢等温淬火热处理后的显微组织以及残留奥氏体分布形态进行了研究.结果表明,等温温度低于385 ℃时,复合变质处理高硅铸钢中残留奥氏体量及残留奥氏体平均含碳量均低于未变质高硅铸钢;385 ℃等温处理时,两者的残留奥氏体量及残留奥氏体平均含碳量基本相同.等温淬火高硅铸钢显微组织中残留奥氏体呈两种分布形态:薄膜状及块状.在相同的等温温度下,复合变质处理使残留奥氏体薄膜厚度以及贝氏体铁素体板条厚度、长度均大幅度减小,块状残留奥氏体的量大为减少,有利于高硅铸钢综合力学性能的提高.     

淬火- 非等温碳分配下淬火温度对显微组织的影响

以低碳Si- Mn钢为研究对象,在MMS- 300热力模拟实验机上,分析了在DQ&P（Direct quenching & Partitioning）工艺的非等温碳分配条件下,淬火温度对试样显微组织、残余奥氏体含量和残余奥氏体中碳含量的影响。结果表明：试样的显微组织由板条状马氏体、残余奥氏体及少量铁素体组成;在320 ℃较高的淬火温度条件下,马氏体板条边界变得不明锐且弯曲,同时,碳化物沉淀含量增加;残余奥氏体含量随淬火温度的升高先增加后减少,在240 ℃时达到最大值;残余奥氏体中碳含量随淬火温度先减少后增加。     

含铌TRIP钢的显微组织和残留奥氏体稳定性分析

研究了含Nb与不含Nb两种冷轧TRIP钢热处理后的显微组织和力学性能,并用X射线衍射法计算了TRIP钢中残留奥氏体含量及残留奥氏体中的碳含量.试验结果表明,TRIP钢中铁素体体积分数随退火温度的升高逐渐减少,在相同热处理工艺下,与不含Nb试样比较,含Nb试样的残留奥氏体中碳含量较高,强塑积较大.残留奥氏体量大约相同时,含Nb试样残留奥氏体更为稳定,综合力学性能也更好.     

相变诱发塑性的影响因素研究进展

对国外相变诱发塑性影响因素的研究进展做了概述,介绍了TRIP效应及其影响因素。重点概括了化学成分对残留奥氏体量和稳定性的影响,残留奥氏体量和相变转化率及残留奥氏体中碳含量对相变诱发塑性的影响。介绍了影响TRIP效应的其它因素,如变形条件、轧制工艺和热处理制度等。这些论述有助于相变诱发塑性的进一步研究和应用。     

Austempering and austempered ductile iron microstructure in copper alloyed ductile iron

The variation in the austempered microstructure, the volume fraction of retained austenite, X_λ, the average carbon content of retained austenite, C_λ, their product X_λC_λ and the size of bainitic ferrite needles with austempering temperature for 0.6% Cu alloyed ductile iron have been investigated for three austempering temperatures of 270, 330, and 380 °C for 60 min at each temperature after austenitization at 850 °C for 120 min. The austempering temperature not only affects the morphology of bainitic ferrite but also that of retained austenite. There is an increase in the amount of retained austenite, its carbon content, and size of bainitic ferrite needles with the rise in austempering temperature. The influence of austempering time on the structure has been studied on the samples austempered at 330 °C. The increase in the austempering time increases the amount of retained austenite and its carbon content, which ultimately reaches a plateau.     

残余奥氏体增强低碳Q-P-T钢塑性的新效应

低碳Fe-0.25C-1.48Mn-1.20Si-1.51Ni-0.05Nb(质量分数,%)钢通过新型Q-P-T工艺处理后获得高的抗拉强度和良好延伸率的综合性能.对该低碳Q-P-T钢在拉伸过程中残余奥氏体含量的XRD测定和形变孪晶马氏体的TEM观测,证明了相变诱发塑性(TRIP)效应的存在.基于形变过程中马氏体和残余奥氏体中的平均位错密度测定和TEM的观察,验证了在中碳钢中最新发现的残余奥氏体吸收位错(DARA)新效应在低碳钢中同样存在,由此提出了DARA效应产生的条件,阐明了残余奥氏体增强高强度钢塑性的机制.     

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%。