C、Mn配分對(duì)TRIP效應(yīng)鋼組織與性能影響的研究.pdf

1、發(fā)展成本低、性能好的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼（Advanced High Strength Steel-AHSS）有助于在保證汽車安全性、舒適性的前提下，提高汽車的輕量化程度，減少尾氣排放，降低環(huán)境污染。淬火-配分（Quenching and Partitioning-Q&P）工藝能夠生產(chǎn)一種以馬氏體＋殘余奧氏體為主要組織，并具有相變誘發(fā)塑性（Transformation Induced Plasticity-TRIP）效應(yīng)的第3代先進(jìn)高強(qiáng)度鋼--

2、Q&P鋼。Q&P工藝中的碳配分過(guò)程能夠提高奧氏體的穩(wěn)定性，使奧氏體保留到室溫（殘余奧氏體），而殘余奧氏體在應(yīng)力作用下能夠轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，吸收大量的撞擊能量，顯著地提高汽車的安全性；同時(shí)，馬氏體為Q&P鋼提供了超高強(qiáng)度，用Q&P鋼替代低強(qiáng)度的汽車材料時(shí)能減薄汽車零件的厚度，有效提升汽車的輕量化程度。為了進(jìn)一步研究Q&P工藝以及殘余奧氏體的穩(wěn)定性，本文設(shè)計(jì)了不同參數(shù)的C、Mn配分工藝，利用光學(xué)顯微鏡（OM）以及掃描電鏡（SEM）對(duì)試驗(yàn)鋼中的微

3、觀組織進(jìn)行了觀察和分析，利用 X射線能譜儀（EDS）對(duì)殘余奧氏體中C、Mn元素含量以及分布進(jìn)行了測(cè)試，利用萬(wàn)能拉伸機(jī)對(duì)試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試，利用 X射線衍射儀（XRD）測(cè)試了殘余奧氏體的含量，本文主要研究了 C、Mn元素的綜合配分行為對(duì)試驗(yàn)鋼顯微組織與力學(xué)性能的影響，建立了碳配分模型，界定了碳配分的起點(diǎn)和終點(diǎn)，計(jì)算了不同碳配分溫度下馬氏體/奧氏體（α’/γ）界面的遷移速率，并研究了拉應(yīng)力對(duì)TRIP鋼中殘余奧氏體機(jī)械穩(wěn)定性的影響，取

4、得了如下研究成果：
　?。?）鹽浴淬火后，馬氏體相變完成時(shí)碳擴(kuò)散到了α’/γ界面處，造成了α’/γ界面處Fe原子在馬氏體一側(cè)和奧氏體一側(cè)化學(xué)勢(shì)的不相等，為α’/γ界面的遷移提供了驅(qū)動(dòng)力，因此，α’/γ界面遷移與碳配分同時(shí)啟動(dòng)，由于此時(shí)α’/γ界面處Fe原子在馬氏體一側(cè)的化學(xué)勢(shì)低于奧氏體一側(cè)，在后續(xù)的配分過(guò)程中，α’/γ界面向奧氏體一側(cè)遷移。
　　（2）碳配分溫度對(duì)α’/γ界面的遷移速率起著決定性決定作用。碳配分溫度在300℃

5、以下時(shí)，α’/γ界面的遷移速率并不明顯，當(dāng)碳配分溫度從300℃增加到400℃時(shí)，α’/γ界面的遷移速率迅速增大。
　　（3）C和Mn元素在殘余奧氏體中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了試驗(yàn)鋼中這兩種元素的原始含量，證明本試驗(yàn)中的Mn配分是有效的。同時(shí)，通過(guò)EDS掃描結(jié)果的分析，本文還提出了一種更有利于Q&P工藝中Mn元素配分的低碳中錳含銅高強(qiáng)度鋼的成分設(shè)計(jì)。
　　（4）強(qiáng)塑積的變化趨勢(shì)與抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率上升或下降的比例有關(guān)，且斷后伸長(zhǎng)率更

6、容易影響強(qiáng)塑積的變化。
　　（5）試驗(yàn)鋼在拉斷后斷口出現(xiàn)了鐵磁性現(xiàn)象。由于試驗(yàn)鋼中含有α-Fe（即鐵素體和馬氏體），而α-Fe在居里溫度以下時(shí)就呈現(xiàn)出鐵磁性的特征，在拉伸過(guò)程中，鐵素體和馬氏體中磁疇為了抵抗拉應(yīng)力的作用而不被破壞，這些磁疇開始向相同的方向排列，從而在斷口兩端形成了兩個(gè)極性不同的基元磁鐵群，它們之間通過(guò)相互吸引而抵抗材料被破壞。
　　（6）殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變率和機(jī)械穩(wěn)定性的變化規(guī)律與應(yīng)力造成的位錯(cuò)增殖、塞積及殘余