钒合金化中锰钢组织及力学性能研究
发布时间：2021-06-16 20:16
近年来,中锰钢因具有优异的强塑积且兼顾了经济性与工业可行性而成为了第三代汽车用钢中的一个研究热点,如何进一步提高其力学性能是人们研究的重点之一。基于此,本文在传统中锰钢研究的基础上,设计了一种V合金化中锰钢并对其进行了热轧、冷轧、温轧及随后的两相区退火处理,较为系统地研究了实验钢在不同轧制状态及不同退火温度下的微观组织和力学性能变化规律,探讨了V合金化对中锰钢强度的影响。得到的主要结果如下:本文通过研究热轧+两相区退火（625℃-800℃）处理的实验钢组织与力学性能,得出的结果表明:实验钢组织主要为长条状δ-铁素体、板条状的α-铁素体+残余奥氏体（Retained austenite,RA）以及大量细小弥散的VC析出相。对于625℃和750℃的两相区退火试样,VC的析出强化增量分别为-347 MPa和-234 MPa;随着退火温度（Intercritical annealing temperature,TIA）的提升,VC析出相尺寸增大和RA板条粗化引起了屈服强度的显著降低。随着TIA的提升,RA含量先增加后降低,稳定性持续降低,导致实验钢的强塑积先增加后降低;当TIA为725℃时,可...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?２００２－２０１７年中国汽车产量变化趋势⑴??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｒｅｎｄ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ＇ｓ?ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｉｎ?２００２－２０１７［１］??
汽车产业己经成为现在社会极其重要的支柱型产业之一。２０００年底，我国汽车总??产量己经超过了?２００万辆，随后每年的增长速度都保持一个极高的水平，至２０１７??年，我国汽车的产量突破２９００万辆，如图１－１所示ｍ。??３０００?２００２－２０１７年中国汽车产销量?ｐ｜２＿１??２５００?－?２４５０?圓｜??ｒ?１１??２００２?２００４?２００６?２００８?２０１０?２０１２?２０１４?２０１６??年份／年??图１－１?２００２－２０１７年中国汽车产量变化趋势⑴??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｒｅｎｄ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ＇ｓ?ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｉｎ?２００２－２０１７［１］??汽车产销量的迅猛发展，就会带来环境污染、噪声污染以及大气排放等问题。??节能减排、绿色环保成为人们关注的热点［１，２］，有研究表明［３，４］，汽车重量每降低５％，??则至少降低４％的能量消耗；汽车车身每减重１００?ｋｇ，则至少降低１．２５?ｋｇ的百公??里尾气排放［５］。目前汽车制造商普遍采用密度相对较低的原材料，比如低密度合金、??橡胶等应用于汽车制造。但由于这些材料受到制造成本、行驶安全性、成型性以??及焊接性等各方面因素的限制，为此它们的缺点难以被克服［７＿１（）］。汽车行业中钢铁??材料的应用十分广泛，在汽车制造过程中的钢材占比依然多达５５％？８８％［５，ｎ］，为??此，研发高强度汽车用钢则会进一步推动汽车轻量化，这样离节能环保，建设绿??色地球就更近一步了。??基于以上背景
少（残余奥氏体稳定性下降转变为马氏体）。研究发现，０．１Ｃ－５Ｍｎ中锰钢在热轧后??经ＡＲＴ退火，可得到铁素体＋残余奥氏体双相复合组织，其奥氏体的形核位置通??常都位于大角度晶界处１４３］，如图１－３所示。??ｍｍ??图１－３?０．〗Ｃ－５Ｍｎ钢中的铁素体和残余奥氏体【４３】??Ｆｉｇ．?１－３?Ｆｅｒｒｉｔｅ?ａｎｄ?ｒｅｔａｉｎｅｄ?ａｕｓｔｅｎｉｔｅ?ｉｎ?０．１Ｃ－５Ｍｎ?ｓｔｅｅｌ［４３ｌ??通过调整中锰钢ＡＲＴ时间可以得到不同奥氏体含量。退火时间较短时，在马??氏体基体上会存在一部分Ｍ３Ｃ型碳化物，形成的奥氏体含量较少；而当退火时间??进一步延长时，碳化物就会逐渐溶解甚至消失，同时钢中的残余奥氏体含量进一??步增加［４４］。此外，也有相关人员研究不同ＡＲＴ退火温度对中锰钢奥氏体含量的影??响ｔ４５＃］。将低碳中锰钢进行不同温度退火相同时间，发现采用低温退火时，钢中??ＲＡ稳定性高，材料的屈服强度由铁素体的塑性变形控制。当采用高温退火时，ＲＡ??的稳定性下降，中锰钢塑性变形是从残余奥氏体相变开始。??此外
【参考文献】：
期刊论文
[1]热轧淬火中锰钢两相区退火工艺研究[J]. 朱延俊,周海铭,梁小龙,孟彬. 热加工工艺. 2016(24)
[2]冷轧压下率对Hi-B钢初次及二次再结晶的影响[J]. 汤顺启,鲍思前,陈建徽,赵刚,彭联,郭金星. 金属热处理. 2016(09)
[3]退火温度对冷轧中锰钢力学性能的影响[J]. 胡俊,刘永前,梁文,王立新,刘斌. 钢铁研究. 2016(03)
[4]In-situ TEM Observation of Cementite Coarsening Behavior of 5Mn Steel during Tempering[J]. Ye XIA,Xi-nan LUO,Xiao-yan ZHONG,Hui-hua ZHOU,Cun-yu WANG,Jie SHI. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2016(05)
[5]高性能汽车钢组织性能特点及未来研发方向[J]. 韩志勇,张明达,徐海峰,董瀚,曹文全. 钢铁. 2016(02)
[6]钒微合金化中锰钢组织与性能研究[J]. 衣海龙,张路冉,余宣询,刘振宇. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(01)
[7]Q&P工艺在冷轧中锰钢中的应用[J]. 代乐乐,江海涛,尹鸿祥,刘再旺. 新技术新工艺. 2015(09)
[8]胀断连杆用中碳非调质钢的析出强化行为[J]. 陈思联,赵晓丽,惠卫军,戴观文,董瀚. 钢铁. 2015(07)
[9]连续退火时间对温轧中锰钢组织性能的影响[J]. 韩赟,邝霜,曹佳丽. 汽车工艺与材料. 2014(10)
[10]工程塑料在汽车零部件轻量化领域的应用潜力[J]. 朱正德. 现代零部件. 2014(06)
博士论文
[1]高强塑积含铝中锰钢组织调控及氢脆敏感性研究[D]. 邵成伟.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]冷轧中锰钢的成形性能研究[D]. 徐文欢.昆明理工大学 2012
[2]0.2C-5Mn钢中奥氏体稳定性调控及力学性能的研究[D]. 徐海峰.华中科技大学 2012
[3]冷轧中锰钢逆转变退火及力学性能研究[D]. 李楠.昆明理工大学 2011
[4]钒、铌、氮对N80级非调质石油套管组织和性能的影响[D]. 叶晓瑜.昆明理工大学 2008
本文编号：3233720
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?２００２－２０１７年中国汽车产量变化趋势⑴??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｒｅｎｄ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ＇ｓ?ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｉｎ?２００２－２０１７［１］??
汽车产业己经成为现在社会极其重要的支柱型产业之一。２０００年底，我国汽车总??产量己经超过了?２００万辆，随后每年的增长速度都保持一个极高的水平，至２０１７??年，我国汽车的产量突破２９００万辆，如图１－１所示ｍ。??３０００?２００２－２０１７年中国汽车产销量?ｐ｜２＿１??２５００?－?２４５０?圓｜??ｒ?１１??２００２?２００４?２００６?２００８?２０１０?２０１２?２０１４?２０１６??年份／年??图１－１?２００２－２０１７年中国汽车产量变化趋势⑴??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｒｅｎｄ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ＇ｓ?ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｉｎ?２００２－２０１７［１］??汽车产销量的迅猛发展，就会带来环境污染、噪声污染以及大气排放等问题。??节能减排、绿色环保成为人们关注的热点［１，２］，有研究表明［３，４］，汽车重量每降低５％，??则至少降低４％的能量消耗；汽车车身每减重１００?ｋｇ，则至少降低１．２５?ｋｇ的百公??里尾气排放［５］。目前汽车制造商普遍采用密度相对较低的原材料，比如低密度合金、??橡胶等应用于汽车制造。但由于这些材料受到制造成本、行驶安全性、成型性以??及焊接性等各方面因素的限制，为此它们的缺点难以被克服［７＿１（）］。汽车行业中钢铁??材料的应用十分广泛，在汽车制造过程中的钢材占比依然多达５５％？８８％［５，ｎ］，为??此，研发高强度汽车用钢则会进一步推动汽车轻量化，这样离节能环保，建设绿??色地球就更近一步了。??基于以上背景
少（残余奥氏体稳定性下降转变为马氏体）。研究发现，０．１Ｃ－５Ｍｎ中锰钢在热轧后??经ＡＲＴ退火，可得到铁素体＋残余奥氏体双相复合组织，其奥氏体的形核位置通??常都位于大角度晶界处１４３］，如图１－３所示。??ｍｍ??图１－３?０．〗Ｃ－５Ｍｎ钢中的铁素体和残余奥氏体【４３】??Ｆｉｇ．?１－３?Ｆｅｒｒｉｔｅ?ａｎｄ?ｒｅｔａｉｎｅｄ?ａｕｓｔｅｎｉｔｅ?ｉｎ?０．１Ｃ－５Ｍｎ?ｓｔｅｅｌ［４３ｌ??通过调整中锰钢ＡＲＴ时间可以得到不同奥氏体含量。退火时间较短时，在马??氏体基体上会存在一部分Ｍ３Ｃ型碳化物，形成的奥氏体含量较少；而当退火时间??进一步延长时，碳化物就会逐渐溶解甚至消失，同时钢中的残余奥氏体含量进一??步增加［４４］。此外，也有相关人员研究不同ＡＲＴ退火温度对中锰钢奥氏体含量的影??响ｔ４５＃］。将低碳中锰钢进行不同温度退火相同时间，发现采用低温退火时，钢中??ＲＡ稳定性高，材料的屈服强度由铁素体的塑性变形控制。当采用高温退火时，ＲＡ??的稳定性下降，中锰钢塑性变形是从残余奥氏体相变开始。??此外
【参考文献】：
期刊论文
[1]热轧淬火中锰钢两相区退火工艺研究[J]. 朱延俊,周海铭,梁小龙,孟彬. 热加工工艺. 2016(24)
[2]冷轧压下率对Hi-B钢初次及二次再结晶的影响[J]. 汤顺启,鲍思前,陈建徽,赵刚,彭联,郭金星. 金属热处理. 2016(09)
[3]退火温度对冷轧中锰钢力学性能的影响[J]. 胡俊,刘永前,梁文,王立新,刘斌. 钢铁研究. 2016(03)
[4]In-situ TEM Observation of Cementite Coarsening Behavior of 5Mn Steel during Tempering[J]. Ye XIA,Xi-nan LUO,Xiao-yan ZHONG,Hui-hua ZHOU,Cun-yu WANG,Jie SHI. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2016(05)
[5]高性能汽车钢组织性能特点及未来研发方向[J]. 韩志勇,张明达,徐海峰,董瀚,曹文全. 钢铁. 2016(02)
[6]钒微合金化中锰钢组织与性能研究[J]. 衣海龙,张路冉,余宣询,刘振宇. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(01)
[7]Q&P工艺在冷轧中锰钢中的应用[J]. 代乐乐,江海涛,尹鸿祥,刘再旺. 新技术新工艺. 2015(09)
[8]胀断连杆用中碳非调质钢的析出强化行为[J]. 陈思联,赵晓丽,惠卫军,戴观文,董瀚. 钢铁. 2015(07)
[9]连续退火时间对温轧中锰钢组织性能的影响[J]. 韩赟,邝霜,曹佳丽. 汽车工艺与材料. 2014(10)
[10]工程塑料在汽车零部件轻量化领域的应用潜力[J]. 朱正德. 现代零部件. 2014(06)
博士论文
[1]高强塑积含铝中锰钢组织调控及氢脆敏感性研究[D]. 邵成伟.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]冷轧中锰钢的成形性能研究[D]. 徐文欢.昆明理工大学 2012
[2]0.2C-5Mn钢中奥氏体稳定性调控及力学性能的研究[D]. 徐海峰.华中科技大学 2012
[3]冷轧中锰钢逆转变退火及力学性能研究[D]. 李楠.昆明理工大学 2011
[4]钒、铌、氮对N80级非调质石油套管组织和性能的影响[D]. 叶晓瑜.昆明理工大学 2008
本文编号：3233720
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