細晶化高強IF鋼生產(chǎn)原理及工藝開發(fā).pdf

1、為減輕汽車自重、降低能耗和提高汽車碰撞時的安全性，具有良好深沖和涂層性能的高強汽車外面板已經(jīng)開發(fā)使用。目前，440MPa級細晶高強IF鋼汽車外面板已進行商業(yè)化生產(chǎn)。
　　本文中細晶高強IF鋼通過細化晶粒，在提高晶界強度、抑制二次加工脆化的同時，利用獨特的微細析出物沉淀強化，使其獲得了優(yōu)良的成形性能。
　　本文以細晶高強IF鋼為研究對象，在Gleeble1500熱模擬機上，對細晶高強IF鋼的熱變形行為進行了研究;在Φ450實驗

2、室軋機上完成了熱軋實驗;在實驗室Φ160二輥可逆式軋機完成了冷軋實驗;在實驗室SX2-10型箱式電阻爐模擬完成模擬罩式退火實驗和連續(xù)退火實驗;并通過光學(xué)顯微鏡、透射電鏡和拉伸試驗進行顯微組織觀察和力學(xué)性能測定。所得研究結(jié)果如下:
　　(1)高溫?zé)嶙冃涡袨楹瓦B續(xù)冷卻相變行為的研究
　　(a)在單道次熱模擬實驗中:應(yīng)變速率為10s-1，真應(yīng)變?yōu)?.5時，應(yīng)力—應(yīng)變曲線為動態(tài)回復(fù)型，不隨溫度的變化而改變類型，變形溫度越高，流變應(yīng)力

3、越小;在900℃及950℃變形時，流變應(yīng)力隨著變形速率的增加而增加;在其它變形條件相同的情況下，隨著變形量的增加，流變應(yīng)力也隨之增加。
　　(b)利用雙道次壓縮實驗，研究細晶高強IF鋼的靜態(tài)軟化行為，變形溫度越高，保溫時間越長，靜態(tài)軟化率越大，且晶粒尺寸越大;計算出在ε=0.3，(ε)=1s-1的條件下，細晶高強IF鋼的靜態(tài)再結(jié)晶激活能為Qrec=186.73kJ/mol,因此該鋼易發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶。
　　(c)通過對不同條件

4、下的CCT曲線分析發(fā)現(xiàn)，變形條件和冷卻速度對細晶高強IF鋼相變點的影響很大，變形加速了鐵素體相變;隨著冷卻速度的提高，鐵素體轉(zhuǎn)變區(qū)域增大。
　　(2)實驗室模擬實驗工藝
　　(a)初步確定了細晶高強IF鋼實驗室模擬熱軋工藝制度。
　　(b)在實驗室通過對不同冷軋壓下率下組織性能變化規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn):在820℃退火時，隨著變形量的增加，鐵素體晶粒細化，抗拉強度和屈服強度升高，延伸率和r值先增大后減小;在850℃退火時，隨著

5、變形量的增加，鐵索體晶粒尺寸先增大后減小，抗拉強度和屈服強度先減小后增大，延伸率和r值先增大后減小。通過在兩組退火溫度不同壓下率下組織和性能的對比可知，壓下率在77.5％～80％時r值出現(xiàn)最大值。
　　(c)在實驗室對不同退火制度下組織性能變化規(guī)律研究發(fā)現(xiàn):退火溫度越高，退火時間越長，鐵素體晶粒越大，抗拉強度和屈服強度減小，延伸率和r值增大。
　　(3)沉淀析出行為研究
　　(a)細晶高強IF鋼的晶粒較傳統(tǒng)IF鋼細化很

6、多，由于鈮的添加使得細小的鈮碳氮Nb(C，N)化合物彌散分布，可以觀察到大量10～40 nm的細小析出物NbC。這些細小沉淀物可以抑制晶粒的長大，因而晶粒非常細小。
　　(b)由于晶界掃動效應(yīng)，導(dǎo)致析出物在晶界的一側(cè)非常稀少，形成獨特的沉淀貧乏區(qū)。即晶界附近析出物非常稀少，稱之為PFZ（晶界無析出物區(qū)）。PFZ帶的寬度一般在0.6μm以上，這樣可以解釋即使在晶粒非常細小的情況下，細晶高強IF鋼屈服強度低的原因。
　　(c)退

7、火溫度越高，加熱速率越大，鐵素體晶界附近的PFZ越穩(wěn)定，體積分數(shù)越大，屈服強度越低。
　　(d)由于細化晶粒和沉淀強化以及固溶強化，實驗鋼顯示了較高的強度。同時由于PFZ帶的存在，使實驗鋼呈現(xiàn)了較低的屈服強度和良好的成型性能。
　　(4)實際生產(chǎn)工藝開發(fā)
　　(a)確定細晶高強IF鋼的熱軋軋制工藝制度:加熱溫度在1150℃左右，粗軋溫度1050℃左右，精軋溫度在900℃左右，卷取溫度在630～650℃。
　　(b

8、)確定細晶高強IF鋼的冷軋軋制工藝制度:冷軋壓下率75～80％之間，退火溫度為840～870℃，保溫時間在120～200s之間，對應(yīng)實驗鋼的抗拉強度在470MPa左右，屈強比在0.60左右，r值為1.69，延伸率接近40％。
　　(c)隨著冷軋變形量的增加，鐵素體晶粒細化，抗拉強度和屈服強度升高，延伸率和r值先增大后減小，r值在壓下率為77.5％時出現(xiàn)峰值。
　　(d)退火溫度越高和退火時間越長，鐵素體晶粒越粗大，抗拉強度和