C、Mn配分對TRIP效應鋼組織與性能影響的研究.pdf

1、發(fā)展成本低、性能好的先進高強度鋼（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）效應的第3代先進高強度鋼--

2、Q&P鋼。Q&P工藝中的碳配分過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），而殘余奧氏體在應力作用下能夠轉變?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，馬氏體為Q&P鋼提供了超高強度，用Q&P鋼替代低強度的汽車材料時能減薄汽車零件的厚度，有效提升汽車的輕量化程度。為了進一步研究Q&P工藝以及殘余奧氏體的穩(wěn)定性，本文設計了不同參數的C、Mn配分工藝，利用光學顯微鏡（OM）以及掃描電鏡（SEM）對試驗鋼中的微

3、觀組織進行了觀察和分析，利用 X射線能譜儀（EDS）對殘余奧氏體中C、Mn元素含量以及分布進行了測試，利用萬能拉伸機對試驗鋼的力學性能進行了測試，利用 X射線衍射儀（XRD）測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試驗鋼顯微組織與力學性能的影響，建立了碳配分模型，界定了碳配分的起點和終點，計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，并研究了拉應力對TRIP鋼中殘余奧氏體機械穩(wěn)定性的影響，取

4、得了如下研究成果：
　?。?）鹽浴淬火后，馬氏體相變完成時碳擴散到了α’/γ界面處，造成了α’/γ界面處Fe原子在馬氏體一側和奧氏體一側化學勢的不相等，為α’/γ界面的遷移提供了驅動力，因此，α’/γ界面遷移與碳配分同時啟動，由于此時α’/γ界面處Fe原子在馬氏體一側的化學勢低于奧氏體一側，在后續(xù)的配分過程中，α’/γ界面向奧氏體一側遷移。
　?。?）碳配分溫度對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，α’/γ界面的遷移速率并不明顯，當碳配分溫度從300℃增加到400℃時，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遠超過了試驗鋼中這兩種元素的原始含量，證明本試驗中的Mn配分是有效的。同時，通過EDS掃描結果的分析，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度鋼的成分設計。
　?。?）強塑積的變化趨勢與抗拉強度和斷后伸長率上升或下降的比例有關，且斷后伸長率更

6、容易影響強塑積的變化。
　?。?）試驗鋼在拉斷后斷口出現了鐵磁性現象。由于試驗鋼中含有α-Fe（即鐵素體和馬氏體），而α-Fe在居里溫度以下時就呈現出鐵磁性的特征，在拉伸過程中，鐵素體和馬氏體中磁疇為了抵抗拉應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極性不同的基元磁鐵群，它們之間通過相互吸引而抵抗材料被破壞。
　　（6）殘余奧氏體的轉變率和機械穩(wěn)定性的變化規(guī)律與應力造成的位錯增殖、塞積及殘余