碳化物演变对冷轧ART 0.1C-7Mn钢Lüders行为影响

采用SEM、XRD、力学性能测试等实验分析方法对冷轧中锰钢(0.1C-7Mn)在奥氏体逆相变不同温度退火过程中碳化物演变对Lüders应变的影响进行了分析。结果表明:随着退火温度的升高,碳化物先析出后溶解,在640℃退火时碳化物全部溶解,逆转变奥氏体的稳定性适中,强塑积最高为25 GPa·%。退火温度偏低导致奥氏体稳定性过高,同时碳化物会抑制位错运动,使得屈服点延伸较为明显;退火温度适中则高密度位错开始回复,变形时能持续地产生TRIP效应硬化基体,提高材料的综合性能;退火温度偏高时,碳化物的溶解导致位错对消重排,Lüders应变消失,奥氏体稳定性降低,应变诱导马氏体快速形成,导致中锰钢抗拉强度较高但均匀伸长率降低。     

冷轧TRIP800钢的组织性能和形变行为

 采用Gleeble 3800热模拟机、MTS拉伸实验机、LEO1450携带EBSD系统的扫描电镜与高倍电镜等对TRIP800进行了组织性能考察,并对其形变过程裂纹走向与断裂机理进行了观察分析。结果表明,实验钢退火加热温度为840 ℃,保温120 s后获得最优力学性能。其残余奥氏体晶粒主要分布在晶界处,且尺寸在3 μm以下。原位拉伸时,当试样裂纹尖端遇到残余奥氏体时,应力集中促使马氏体转变,裂纹尖端被钝化,产生TRIP效应。最后,试样断口中部为剪切断裂,边部为塑性断裂。     

低碳中锰热轧TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了第三代高强度高塑性TRIP钢的退火工艺对性能的影响和组织演变规律.热轧后形成的原始马氏体与临界退火时形成的残余奥氏体使TRIP钢具有良好的强度和塑性.结果表明:实验用钢可获得1000MPa以上的抗拉强度和30%以上的断后延伸率,且强塑积>30 Gpa·%;退火温度和保温时间对钢的力学性能具有显著影响,热轧TRIP钢临界退火温度为630℃,保温时间18 h时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能.     

临界区退火处理对0.15C-1.5Mn-1.5Al冷轧TRIP钢相变和力学性能的影响

利用热膨胀仪、热处理实验、拉伸实验和X衍射实验研究了不同临界退火温度对0.15C-1.5Mn-1.5Al TRIP钢相变、残余奥氏体特征和力学性能的影响.结果表明:不同临界退火温度下的热膨胀曲线具有相同的变化过程,两相区奥氏体含量随临界退火温度的升高而上升,而其碳含量则下降;临界退火温度影响试样的残余奥氏体特征和力学性能,820℃退火处理时残余奥氏体的体积分数为14%,碳的质量分数为1.36%;力学性能也是820℃退火时最佳,强塑积可达25400 MPa·%,且变形过程中具有高的瞬时加工硬化指数(n值).     

冷轧压下率对TRIP钢组织与力学性能的影响

研究了含铝TRIP钢在相同的热处理条件和不同冷轧压下率时的组织和力学性能。结果表明,随着冷轧压下率增加,材料组织细化,屈服强度连续升高;而抗拉强度和伸长率则由于晶粒细化以及TRIP效应,先升高后降低。冷轧压下率74%时材料的综合性能最佳,此时带状组织的危害也有所减轻或消失。     

不同轧制及退火处理0.1C-5Mn中锰钢的氢脆敏感性

 尽管中锰钢的强塑性等力学性能得到了较大幅度提升,但要大规模地应用于汽车部件制造,仍需解决材料在制造和服役过程中面临的氢脆等系列难题,在此背景下,利用电化学充氢、氢热分析仪、慢应变速率拉伸试验机及扫描电镜等研究了两种不同状态(热轧和温轧)0.1C 5Mn中锰钢在650 ℃保温30 min(两相区退火处理)后的氢脆敏感性。结果表明,热轧和温轧退火样的微观组织分别为板条状及等轴+板条状的铁素体与奥氏体的复相组织。尽管温轧退火样的强度比热轧退火样提高了约150 MPa,伸长率降低了约5%,但两者的强塑积均可达到约33 GPa·%。两种试验材料充氢时吸附的氢绝大部分为对应低温逸出峰的可扩散性氢,温轧退火试验材料的氢脆敏感性低于热轧退火钢。充氢热轧退火样断口起裂处的断裂机制为穿晶断裂+沿原奥氏体晶界的脆性沿晶断裂;温轧退火样的起裂处则为空心韧窝+包括奥氏体(变形后转变为马氏体)晶粒的实心韧窝,后者实际上为沿着奥氏体和铁素体界面起裂的一种脆性沿晶断裂。造成两种试验材料氢脆敏感性不同的原因主要是其微观组织及其所引起的氢致断裂方式的差异。     

应变速率对Q&P钢拉伸变形行为的影响

以汽车用先进高强度Q&P钢为研究对象,分析了应变速率对Q&P钢拉伸性能及变形行为的影响。结果表明,随应变速率增加,Q&P钢的强度增加,断裂延伸率则呈先下降(10-4s-1～10s-1),后上升至峰值(8×10s-1),之后再下降(102s-1～103s-1)的趋势。变形过程中强度的增加可能同形变回复受限,位错运动受阻有关。而断裂延伸率的变化主要与不同应变速率下Q&P钢中残余奥氏体向马氏体转变(即TRIP效应)有关。     

Fe-C-Mn系冷轧双相钢两相区奥氏体化过程模拟

在对双相钢两相区奥氏体化过程进行热力学与动力学分析的基础上,建立了两相区奥氏体化过程的扩散模型,并采用显式有限体积法对740℃与780℃下的奥氏体化过程进行了数值求解.模拟结果表明:奥氏体长大初期受C元素在奥氏体中的扩散控制并很快达到亚平衡.该阶段奥氏体长大速度较快.奥氏体长大后期受Mn元素在铁素体中的扩散控制.该过程由于Mn元素的扩散速率比C元素的扩散速率低几个数量级而持续数千秒.当Mn元素在两相中的扩散通量相等时,奥氏体停止长大,Mn元素继续从铁素体向奥氏体中转移以完成其在两相中的均化.     

两相区退火温度对TRIP钢组织性能的影响

 针对600 MPa级别TRIP钢,进行了760、780、800、820、840、860 ℃两相区退火温度试验,利用扫描电镜和拉伸试验机等设备,分析了其对应的组织比例和力学性能检验结果,得出结论：随着两相区退火温度的升高,铁素体体积分数逐渐减少,钢板的抗拉强度值不断增加,但伸长率值却先下降再升高,在820 ℃伸长率有最大值,这与820 ℃时较高残余奥氏体体积分数和最大残奥中碳质量分数相对应,说明TRIP效应可以改善钢板的塑性指标,获得最佳强塑组合;在800～820 ℃的两相区转变温度范围内,强塑积可以达到2.17×104 MPa·%,为600 MPa级TRIP钢退火工艺提供了实际指导。     

不同处理状态下0.1C-5Mn中锰钢的氢脆敏感性

摘要：对热轧0.1C-5Mn中锰钢进行了3种不同的处理制度：在两相区分别进行5min(TG7样)和30min退火(TG8样),随后将一部分TG8样再500℃回火60min(TG8-500样),其余TG8样则拉伸预变形5%(TG8-5%样),然后利用电化学充氢和慢应变速率拉伸实验研究了3种试样的氢脆敏感性。结果表明,3种试样的奥氏体体积分数均约为12%,然而其氢含量和氢脆敏感性却不同,其中TG8-500样几乎不呈现氢脆敏感性,而TG7和TG8-5%样的氢脆敏感性指数分别为56%和67%。扫描电镜断口分析表明,充氢的TG7和TG8-5%样的拉伸断口呈现穿晶+沿晶的混合断裂机制,而充氢的TG8-500样则呈现韧窝韧性断裂,且存在较多的二次裂纹。3种实验钢氢脆敏感性的这种差异主要与其微观组织特征特别是原奥氏体晶界的逆转变奥氏体有关。     

热处理工艺对膨胀管组织和力学性能的影响

采用两相区热处理工艺研究了膨胀管用低碳中锰钢组织演变规律和力学性能。结果表明:采用两相区热处理工艺的低碳中锰钢组织为回火索氏体+富碳马氏体/贝氏体+少量铁素体的复相组织+残余奥氏体,残余奥氏体分布在原奥氏体晶界上和马氏体/贝氏体板条界上,残余奥氏体主要通过临界淬火富集C和Mn元素达到稳定,室温下稳定的残余奥氏体含量最高可达12%。由于残余奥氏体的应变诱导塑性(TRIP)效应,低碳中锰钢具有良好的塑性,断后总延伸率高于40%,均匀延伸率高于20%。     

固溶温度对中锰TRIP钢组织与力学性能的影响

以w(Mn)=8%的热轧TRIP钢(即相变诱导塑性钢)为对象,研究了热处理工艺对其显微组织与力学性能的影响规律.该中锰TRIP钢在固溶温度为800℃时,可获得包括铁素体、马氏体、残余奥氏体的多相组织.与一般TRIP钢相比,其力学性能明显提高,在固溶加回火的条件下,实验钢的抗拉强度为800～1 000 MPa,延伸率达到31%～40%,而强塑积达(30～32)GPa%.     

C和Mn元素配分行为对冷轧中锰TRIP钢组织性能的影响

采用冷轧+两相区温轧退火（CR+WR+IA）热处理工艺,研究了两相区退火时间对超细晶铁素体与奥氏体中组织形貌演变、C和Mn元素配分行为以及力学性能的影响。结果表明,冷轧试验钢经两相区形变退火处理后,获得了由铁素体、残余奥氏体或新生马氏体组成的超细晶复相组织。在645℃随退火时间的延长,形变马氏体向逆相变奥氏体配分的C、Mn元素增多,C、Mn元素富集位置增加,同时富Mn区形变马氏体回复再结晶现象明显;伴随少量碳化物溶解,试验钢的屈服强度由741持续降低到325MPa。两相区退火10min时,试验钢力学性能最佳,此时抗拉强度达到最大值1141MPa,断后伸长率及均匀伸长率分别为236%和181%,强塑积达到26928MPa·%。     

退火温度对热轧0.14C-5Mn钢组织和力学性能的影响

0.14C-5Mn钢(/%:0.14C、5.0Mn、0.008P、0.002S、0.0030N)由50 kg真空感应炉冶炼,轧成4 mm板材(终轧温度1000℃,空冷)用扫描电子显微镜,X射线衍射法和单轴拉伸试验研究了0.14C-5Mn钢热轧4 mm板550～650℃6 h退火后的组织和力学性能。结果表明,热轧0.14C-5Mn钢退火过程中产生了奥氏体(发生相变诱发塑性-TRIP效应),随退火温度的升高,奥氏体体积分数逐渐增加,钢的伸长率和强塑积(抗拉强度与断后伸长率的乘积)明显增加,650℃6 h退火时奥氏体体积分数达30.11%,该钢的抗拉强度为945 MPa,强塑积为37.3 GPa%     

正火终冷温度对U26Mn2Si2CrNiMo贝氏体奥氏体钢力学性能的影响

通过力学性能测试及OM、SEM、EBSD、XRD显微组织分析,研究了正火终冷温度对U26Mn2Si2CrNiMo贝氏体奥氏体钢力学性能的影响。结果表明,当正火终冷温度为330℃时,其屈服强度达到1 246 MPa,抗拉强度达到1 335 MPa,伸长率为14.4%,室温冲击功为84 J,-40℃低温冲击功为38 J。随着正火终冷温度的降低,其屈服强度有所降低,但是抗拉强度增加,同时其伸长率和冲击功均逐渐降低。随正火终冷温度的降低,残余奥氏体体积分数逐渐降低,大角度晶界比例增加,残余奥氏体的取向稳定性和机械稳定性均降低,当温度降低至300℃时,残余奥氏体消失。同时低的正火终冷温度将增大贝氏体铁素体间的应变梯度,晶界失去了对裂纹扩展的阻碍作用,这些因素的协同作用导致综合力学性能的降低。     

两相区退火时间对热轧汽车用超细晶亚稳钢析出物的影响

采用碳萃取复型技术和采用透射电镜TEM+EDX技术研究分析汽车用超细晶亚稳钢热轧板和两相区不同退火时间钢板中析出物的尺寸、形态、分布和成分组成。结果表明:热轧板中主要析出物为类似正方形TiN、椭圆状NbTi(CN)和细小圆球状NbC,TiN析出于浇铸过程,在轧制冷却过程中,Nb、C元素以TiN粒子为形核点析出的复杂析出相NbTi(CN),NbC析出于位错与亚晶界处;在两相区退火过程中,部分碳化物固溶于奥氏体中,未固溶的析出物相互吞并粗化,为典型的Oswald熟化机制;在两相区退火初期,有矩形TiN析出物析出,随着退火时间的延长,析出物形貌向圆形和椭圆形发展,进一步粗化,保温6 h以后,析出物为NbTi(CN)和NbC,未发现TiN析出物。     

再结晶和相变的交互作用对双相钢组织特征的影响

系统地研究了不同的热处理工艺对双相钢组织特征的影响。研究的结果表明,存在一个临界两相区退火温度。当退火温度高于此临界退火温度,双相钢组织表现出带状铁素体的特征;而低于临界温度的退火可以得到典型的马氏体和铁素体等轴状组织的特征,这是由于冷轧钢板在两相区退火过程中的相变和再结晶过程交互作用的结果。当相变先于再结晶发生时会形成带状铁素体。预先的低温再结晶处理可以消除铁素体带状组织。     

含铌冷轧DP780钢的连退工艺对组织及性能的影响

 通过成分工艺优化,在传统冷轧铁素体和马氏体双相钢DP780的显微组织上引入了一定体积分数的残余奥氏体,研究了冷轧退火工艺参数对双相钢DP780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-力学性能的本质关系。结果表明,通过在传统冷轧铁素体和马氏体双相钢的组织上引入了体积分数为5%～7%的残余奥氏体,不仅可以获得[ReL/Rm≤0.5]的超低屈强比型冷轧DP780,也改善了成型性能。     

连续退火工艺参数对1180 MPa级含Nb增强成形性双相钢组织性能的影响

为实现节能减排的目的,汽车车身正朝着轻量化、高质量的方向发展,DH钢因其优良的强塑性能而具有广泛的应用前景。基于实验室模拟连续退火与组织性能表征分析,研究开发了一种综合性能良好的1 180 MPa级含Nb增强成形性双相钢。连续退火试验结果表明,随着退火温度的升高,钢中马氏体、贝氏体含量升高,试验钢的抗拉强度在870℃升高至1 200 MPa;退火温度进一步上升时,马氏体回火程度增大且贝氏体含量增加导致钢的强度略微降低。随着过时效温度的升高,试验钢抗拉强度逐渐降低,伸长率在370℃升高至16.2%。基于连续退火试验结果与工业生产线特点,实现了DH1180钢的工业试制。所得样品显微组织由铁素体、马氏体、贝氏体、残余奥氏体(φ(γ)=6.62%)组成,组织中弥散分布着纳米级的(Nb, Ti)C析出相,呈现出优良的强塑性匹配,试验钢的抗拉强度为1 257 MPa,伸长率达到15.6%。DH1180钢的开发与应用为汽车用高强钢提供了更多的可能性。