高強(qiáng)度TRIP鋼的組織演變與性能分析.pdf

1、高強(qiáng)度TRIP鋼作為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的典型代表，具有獨(dú)特的優(yōu)勢-相變誘發(fā)塑性。用其制作汽車鋼板可以減輕汽車的重量、降低汽車的燃油消耗和排放，同時提高汽車的安全性，是一種非常有前途的材料。近些年來，由于微合金元素鈮、釩、鈦的有效和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)用，使高強(qiáng)度TRIP鋼的開發(fā)與生產(chǎn)獲得了巨大的發(fā)展。單個元素在鋼中的作用有其局限性，碳、氮間隙原子與復(fù)合添加的合金元素的交互作用往往比個別元素的單獨(dú)作用更強(qiáng)、更有效，復(fù)合微合金化的高強(qiáng)度TRIP鋼有廣闊的發(fā)展

2、前景。
　　目前國內(nèi)外都在積極進(jìn)行釩鈮復(fù)合強(qiáng)化和鈦鈮復(fù)合強(qiáng)化等研究，并已開發(fā)出多種復(fù)合強(qiáng)化的新鋼種，但對鈦釩復(fù)合強(qiáng)化的報(bào)道還很少。本文在傳統(tǒng)TRIP鋼的基礎(chǔ)上添加一定量的釩和鈦，充分利用了釩和鈦的交互作用，研究了實(shí)驗(yàn)鋼在不同熱軋工藝及不同熱處理工藝下的組織和力學(xué)性能，討論了微合金元素和熱處理工藝對殘余奧氏體含量和力學(xué)穩(wěn)定性所起的重要作用。本論文是在國家重點(diǎn)自然科學(xué)基金資助下完成的，主要研究成果包括以下幾個方面:
　　1.熱軋

3、后的試樣顯微組織由三相構(gòu)成:鐵素體、貝氏體和珠光體，鐵素體為基體。不同的軋后冷卻方式，實(shí)驗(yàn)鋼組織相差很大。水冷得到的組織較細(xì)小，緩冷和空冷條件下得到的晶粒尺寸較大。熱處理時經(jīng)歷再結(jié)晶細(xì)化和兩次相變細(xì)化過程（兩相區(qū)相變和貝氏體區(qū)相變），晶粒得到細(xì)化。熱處理細(xì)化晶粒過程對其晶粒細(xì)化效果有限，使得從晶粒度和組織類型來看都具有良好的遺傳性。熱處理后實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能差別較大。軋后水冷工藝的試樣組織較細(xì)小，且組織分布相對均勻，熱處理后有良好的力學(xué)性

4、能。
　　2.研究了熱處理工藝對高強(qiáng)度TRIP鋼組織性能的影響。結(jié)果表明，兩相區(qū)退火時間為0.5min，貝氏體等溫溫度為440℃時，抗拉強(qiáng)度最高，達(dá)到925MPa，延伸率為25.7％，強(qiáng)塑積達(dá)到23773MPa％。拉伸前后殘余奧氏體含量分別為19.31％和4.76％，轉(zhuǎn)變率為75.35％，含碳量為0.8390，有較適宜的殘余奧氏體穩(wěn)定性。在整個應(yīng)變階段都可持續(xù)地發(fā)生馬氏體相變，維持較高的瞬時n值。總之，對冷軋熱處理型TRIP鋼的最

5、佳臨界區(qū)退火溫度為TI=830℃，退火時間0.5min;最佳貝氏體保溫溫度為T2=440℃，保溫時間3min，此時實(shí)驗(yàn)鋼的綜合力學(xué)性能最好。
　　3.對合金元素的分布情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，TRIP鋼中Ti、C、N分布不均勻，有偏聚現(xiàn)象。Ti（C,N)析出物主要分布在鐵素體基體上。TRIP dual鋼和Q-P-T鋼中C在基體組織上含量總體較TRIP工藝高，這主要是由于基體組織的不同造成的。C含量較高的區(qū)域?yàn)楦惶嫉臍堄鄪W氏體區(qū)，不

6、同的工藝顯示了不同的殘余奧氏體形貌。退火溫度升高，微細(xì)Ti-V復(fù)合顆粒尺寸及不均勻度減小。不同工藝下V的分布無明顯變化，均以細(xì)小的彌散析出形式存在，尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于含Ti的顆粒析出，起到很好的彌散析出強(qiáng)化效果。
　　4.對TRIP、TRIP dual和Q-P-T工藝進(jìn)行了對比研究。結(jié)果表明，TRIP鋼的基體組織以鐵素體為主，TRIP dual鋼的組織主要是貝氏體和殘余奧氏體，Q-P-T鋼組織主要由由含高位錯密度板條馬氏體和殘余奧氏體復(fù)