超高强度20Mn2Cr汽车用钢多相组织调控的实验研究

发布时间：2021-04-17 06:04

　　随着汽车保有量的增加,环境污染和能源消耗日益严重,而汽车的轻量化技术能够有效地缓解此类问题,超高强度热冲压成形钢的应用可以在保证安全性的前提下达到减轻汽车重量的目的。目前市场上的热成形钢主要为含B钢,B元素虽然可以大幅度提高钢的淬透性,但其含量很难控制,低B含量导致淬透性不够,高B含量则会造成成分偏析,故设计一种新型成分热成形钢的意义重大。本课题设计了一种成分为0.2C-1.77Mn-1.27Cr-0.2Si（20Mn2Cr）新型高强度汽车用钢,研究了不同热处理工艺对热轧和冷轧实验钢20Mn2Cr显微组织和力学性能的影响,以期为超高强度热成形钢20Mn2Cr的组织和性能调控提供理论依据,主要结果如下:（1）本文利用JMatPro分析了Mn和Cr元素对实验用钢淬透性的影响规律,设计开发的新型热冲压成型汽车用钢20Mn2Cr的淬透性优于22MnB5钢。（2）利用Gleeble 3500对20Mn2C钢热轧板进行了热模拟实验。实验钢经完全奥氏体化,以两种不同冷速淬火,随着冷却速度增加,原始奥氏体晶粒尺寸变小,显微硬度增加;将实验用钢完全奥氏体化后在250℃进行等温淬火,保温时间对基体组织形貌... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

各类汽车用钢板的抗拉强度和延伸率的关系

[15]。由此可见随着具有 FCC 结构的残余奥氏体含量的增加，钢的强塑积不断增大(如图1.2)，力学性能变得更加优异，更有利于汽车轻量化目标的实现，但由于第二代汽车钢添加了大量的Cr、Mn、Mo、Ni 等合金元素，生产成本提升和冶炼焊接工艺更加困难，所以第三代汽车钢想要将生产成本控制在接近第一代汽车钢的水平，而性能接近第二代汽车钢的水平，第三代汽车钢必是具有高强度的BCC 基体提供强度，同时具有尽可能多 FCC 的残余奥氏体以 TRIP 或 TWIP 效应提高塑性的多相组织。图 1.2 残余奥氏体量与钢强塑积的关系[12]- [14]Fig.1.2 Retained austenite plastic and steel strong positive relationship接下来介绍几种第三代汽车钢的研究现状：

这种新型的热处理工艺即称为淬火-碳配分(Quenching a艺如图 1.3 所示，Ci、Cγ和 Cm分别表示原始合金、奥氏体和T 和PT 分别表示初始淬火温度和碳分配温度。含Si 或(和)Al段时间后，淬火至 Ms~Mf 相变点之间，然后在这一温度或者保温一段时间，由于钢中含有 Si、Al 等元素，能够强烈抑制程中马氏体中的碳原子会不断地向残余奥氏体中富集，这样能够更多地稳定到室温，从而得到了马氏体和富碳的残余奥过Q&P 工艺处理能够获得更多的残余奥氏体，其力学性能较以在 Ac3 以上的单相区奥氏体化后进行 Q&P 处理，而且的临界区保温一段时间形成奥氏体和铁素体后进行 Q&P 处区分，前者称为均匀奥氏体化的Q&P 处理，后者称为部分奥配分温度(PT)既可以稍高于初始淬火温度(QT)，也可以等于碳配分的温度等于初始淬火温度的Q&P 处理称为一步(1-step高于初始淬火温度的 Q&P 处理称为两步(2-step)法处理。


本文编号：3142936