熱軋及冷軋快速退火低硅含磷TRIP鋼組織性能研究.pdf

1、在社會倡導低碳節(jié)能環(huán)保的大背景下，現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展也向著在保證安全性能的前提下盡可能輕量化以降低油耗和排放。綜合考慮成本、回收和維護，汽車輕量化的首選材料就是高強鋼，其中TRIP鋼不但具有高強度，還具有高的斷后延伸率，為解決強度和塑性的矛盾提供了方向，因而成為汽車用高強鋼板的一大熱點。然而在TRIP鋼成分改進及強度進一步提高的研究進展中，依然存在很多問題?；诖?，本文采用低硅含磷以及釩微合金化的成分設計思路，對TRIP鋼的熱軋、冷軋連

2、續(xù)退火工藝以及熱鍍鋅用TRIP鋼的連續(xù)退火工藝進行深入系統(tǒng)的研究。論文主要工作及研究成果如下:
　　(1)研究TRIP鋼的連續(xù)冷卻相變行為。
　　變形溫度由900℃降低到800℃，含釩TRIP鋼的Ar3升高，鐵素體形成區(qū)擴大，即γ+α兩相區(qū)間增大，這對擴大工藝窗口，利用應變誘導鐵素體相變來控制生成細小的鐵素體晶粒，從而進一步提高TRIP鋼的性能是十分有益的。隨著冷速的增加，變形溫度對Ar3的影響逐漸增大。釩的氮化物和碳化物在

3、鐵素體晶粒和晶界處彌散析出，即使以0.5℃/s的冷速緩慢冷卻時，絕大多數(shù)析出粒子的尺寸在2～5nm范圍內。
　　(2)對低硅含磷TRIP鋼采用不同的熱軋工藝，探討工藝參數(shù)對其組織性能的影響機理，為釩微合金化低硅含磷TRIP鋼熱軋工藝的制定提供理論依據(jù)。
　　適當降低精軋溫度或空冷終冷溫度能夠提高TRIP鋼的綜合性能。終冷溫度690℃，終軋溫度＞Ae3時，基體組織為板條貝氏體;終軋溫度降低到Ae3～Ar3區(qū)間時，基體組織為～4

4、.5μm的細小均勻的等軸狀鐵素體。終軋溫度820℃，軋后空冷終冷溫度控制在630～700℃范圍內，得到的鐵素體平均晶粒尺寸為～4μm;貝氏體板條位向混亂，平行成束排列，隨著終冷溫度的升高，貝氏體形態(tài)為模糊的合并后的大板條輪廓;殘余奧氏體多分布在鐵素體晶粒的邊界及三叉點處，尺寸為0.4～1.9μm。
　　(3)在對低硅含磷TRIP鋼熱軋實驗研究的基礎上，將釩微合金化低硅含磷TRIP鋼終軋溫度控制在Ae3～Ar3范圍，成功研發(fā)出適合生

5、產(chǎn)高強釩微合金化TRIP鋼的熱軋工藝，并闡明其組織性能的影響機理。
　　實驗鋼的顯微組織均由多邊形鐵素體、粒狀貝氏體和少量殘余奧氏體組成，粒狀貝氏體組織中，存在大量細小的M/A島等第二相組織，由于第二相粒子為硬質相，能夠與位錯發(fā)生交互作用，阻礙位錯的運動，這是強度提高的一個重要原因。綜合比較延伸率和吸收能量的能力，終軋溫度在Ae3附近時，終冷620℃時的延伸率為22.4％，強塑積達到20272(MPa.％);終軋溫度在Ae3～Ar

6、3區(qū)間，終冷630℃時的延伸率為21.7％，強塑積達到20181(MPa.％)。隨著終軋溫度由840℃降低到800℃，平均鐵素體晶粒尺寸由5.2μm減小到4μm;析出粒子尺寸大多在2～5nm范圍內。
　　(4)利用Thermo-Calc軟件分析計算P和V的影響，并探索冷軋壓下量和退火工藝的影響，給出退火參數(shù)與組織性能之間的相互影響關系和控制原理。
　　添加P和V使α→γ相變溫度升高，(α+γ)兩相區(qū)的相變范圍增大，連續(xù)退火工

7、藝窗口擴大，有利于將快速及超快速加熱應用于TRIP鋼的退火工藝中。添加適量P，減小α→γ相變驅動力，同時有利于γ中C元素的富集。添加w(V)＜0.1％時，對γ中的C濃度基本無影響，但這同時也不利于發(fā)揮V的析出強化作用;添加w(V)=0.2％時，γ中C含量略為降低。
　　快速加熱的連續(xù)退火過程，可以通過抑制回復，推遲再結晶到更高溫度下完成，從而大大促進再結晶動力學，實現(xiàn)TRIP鋼組織的超細化。加熱速率80℃/s，臨界退火溫度880℃

8、時，具有良好的強塑性配合;～300℃/s的超快速加熱使晶粒細化到≤3±0.5μm，殘奧的片層寬度減小至＜50nm。增加冷軋壓下量使強塑性同步增加。將退火溫度升高到完全奧氏體化溫度以上，基體組織由PF改變?yōu)锽F，強度增加，塑性性能降低。
　　(5)超高強熱鍍鋅用TRIP鋼連續(xù)退火工藝（包括改變初始熱軋組織、不同的基體組織、快速加熱及超快速加熱）的研究。
　　貝氏體區(qū)等溫溫度較高時(460℃)，碳原子的擴散能力較強，因而雖然等溫

9、時間很短(～20s)，但殘奧中C濃度足以滿足發(fā)生TRIP效應所要求的穩(wěn)定性。初始組織為F+B的強度要高于初始組織為F+P的鋼板，延伸率略低，而強塑積仍優(yōu)于初始組織為F+P?；w組織為BF時強度(1045MPa)高于基體組織為PF(1030MPa)，但延伸率和強塑積較低?；w組織為PF時，延伸率和強塑積分別達到24.5％和24720MPa.％，除了殘余奧氏體的形變誘導馬氏體相變、貝氏體以及釩析出的強化作用外，鐵素體晶粒尺寸(2.5±0.5