1000MPa级超高强冷轧相变诱导塑性钢组织性能调控研究
发布时间：2021-09-03 16:57
随着生活水平的不断提高和环保意识的不断增强,人们对汽车等交通工具提出了更高的要求,为了减轻车重、降低油耗、减少排放和提高安全性,使用高强钢板是汽车行业很好的一个选择。近年来各国一直致力于研发包括双相（DP）钢、马氏体钢、相变诱导塑性（TRIP）钢、孪生诱导塑性（TWIP）钢、淬火配分（Q&P）钢等先进高强钢。其中,TRIP钢由于同时具有高强度和高断后延伸率,可以满足汽车工业对高强度、高塑性的要求,为解决强度和塑性的矛盾提供了方向,成为近年来汽车用钢领域的研究热点。本文以C-Si-Mn为基本成分构成,研究制备了1.5Si钢、1.5SiNb钢、2.0Si钢及2.0SiNb钢的4种合金体系试验钢。利用DIL805型热膨胀仪、连退模拟试验机,结合扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、电子背散射衍射等显微组织检测手段,并利用原位变形及观测技术,系统性研究了多种基于TRIP效应冷轧超高强钢的工艺设计、组织演变、强韧化机制及组织调控。明确了超高强冷轧相变诱导塑性钢的组织演变规律;探讨了Si、Nb等合金元素及工艺参数对冷轧TPF钢显微组织和力学性能的影响;重点围绕显微组织形态及残留奥氏体...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－２?Ｍ－ＴＲ１Ｐ钢的组织性能??（ａ）组织照片；（ｂ）力学性能??目前德国、韩国、日本、比利时等国家在高强度、高塑性ＴＲＩＰ钢研究??方面走在了世界前列
（３）快速冷却阶段。由两相区退火温度快速冷却到贝氏体温度将导致新??铁素体的形成，新铁素体实际是己有铁素体的生长。有研究者认为是铁素体??的近平衡生长，在此期间可以获得铁素体量的大量增加，以及相界面奥氏体??侧富碳区的存在。这个阶段的快速冷却是必要的，以避免珠光体的产生。珠??光体的产生，将导致奥氏体中碳浓度的下降，从而降低奥氏体的稳定性。所??以，２０°Ｃ／ｓ的冷速是必需的。在这一阶段随着一小部分过冷奥氏体转变为铁??素体，奥氏体中的碳含量得到进一步的积聚上升，完成碳元素的第二次积聚。??此时钢中的铁素体达到６０°／。，奥氏体的碳含量积聚到钢的平均碳含量的１．２??倍。??（４）贝氏体等温阶段。从很多方面来说，这一阶段是最关键的，因为它??决定着残留奥氏体的三个最重要的量：残留奥氏体的碳含量、体积分数以及??晶粒大小。在这一阶段，钢中剩余的亚稳奥氏体在中温等温（４００°Ｃ左右）过??－１６?－??
当施加一定载荷后，由于外加力场的作用，在高于Ｍｓ温度下可以获得马??氏体临界形核，残留奥氏体在高于Ｍｓ点发生马氏体相变，产生形变马氏体，??如图２－５所示。??ａ?／?？?＾??ｉｉ＼／／?ｓ?ｉ｜｜?Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ??Ｉ?Ｉ?！?Ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｈｏｆ?！?｜?Ｉ??異雲［／?｜?ｐａｒｅｎｔ?ｐｈａｓｅ?１１?麗???１?１?１—＿＿？了????Ｍｓ?Ｍｓ＂?Ｍｄ?Ｍｓ?Ｔ？??（ａ）??图２－５应变诱导相变的热力学分析??（ａ）诱发马氏体形成的临界应力示意图；（ｂ）应力对马氏体相变驱动力的影响??在室温下，当钢板组织中存在一定量、比较稳定的残留奥氏体时，受塑??性变形的作用，残留奥氏体逐渐增大产生应变硬化，诱发了马氏体的形核，??产生相变而转变为马氏体，使局部的硬度得到提高，继续变形较困难，同时??变形进一步向周围组织转移，颈缩的产生被延迟，随着相变的不断发展，材??料获得了很高的塑性。残留奥氏体相变时体积增大，压迫周围的基体，使其??发生塑性变形，引起位错密度的增加，产生位错强化，同时相变产生的马氏??体为硬相，致使材料的强度也有提高。钢板经相变后的塑性和强度都有提高，??这种现象就被称为相变诱发塑性
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种典型第三代汽车用先进高强度钢技术浅析[J]. 刘永刚,潘红波,詹华,迟志涛. 金属热处理. 2015(08)
[2]现代汽车用钢特点及发展趋势分析[J]. 康华伟. 山东冶金. 2015(03)
[3]高强度汽车用钢发展与第3代汽车高强度钢的研究[J]. 罗振轩,荣建,杨可,刘国军,戚文,于婷,徐虹. 汽车工艺与材料. 2015(04)
[4]汽车用第3代先进高强度钢的研发进展[J]. 张志勤,黄维,高真凤. 特殊钢. 2013(01)
[5]奥氏体化温度对TRIP钢连续冷却过程中组织转变的影响[J]. 陈闪闪,赵爱民,李振,唐荻. 热加工工艺. 2012(12)
[6]高强贝氏体基体钒微合金化TRIP钢的性能[J]. 许云波,侯晓英,王业勤,吴迪. 材料研究学报. 2012(02)
[7]板条马氏体钢变形与断裂过程的原位观察[J]. 王春芳,王毛球,董瀚. 钢铁研究学报. 2012(03)
[8]超高强度Ti微合金复相钢再结晶行为研究[J]. 曾伟明,韩坤,张梅,李麟. 材料科学与工艺. 2011(03)
[9]提高热成形钢塑性的工艺研究[J]. 王存宇,时捷,惠卫军,陈鹰,张英建,董瀚. 锻压技术. 2011(02)
[10]复相钢CP800焊接性能的研究[J]. 韩坤,曾伟明,张梅,李麟. 热加工工艺. 2011(07)
本文编号：3381499
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－２?Ｍ－ＴＲ１Ｐ钢的组织性能??（ａ）组织照片；（ｂ）力学性能??目前德国、韩国、日本、比利时等国家在高强度、高塑性ＴＲＩＰ钢研究??方面走在了世界前列
（３）快速冷却阶段。由两相区退火温度快速冷却到贝氏体温度将导致新??铁素体的形成，新铁素体实际是己有铁素体的生长。有研究者认为是铁素体??的近平衡生长，在此期间可以获得铁素体量的大量增加，以及相界面奥氏体??侧富碳区的存在。这个阶段的快速冷却是必要的，以避免珠光体的产生。珠??光体的产生，将导致奥氏体中碳浓度的下降，从而降低奥氏体的稳定性。所??以，２０°Ｃ／ｓ的冷速是必需的。在这一阶段随着一小部分过冷奥氏体转变为铁??素体，奥氏体中的碳含量得到进一步的积聚上升，完成碳元素的第二次积聚。??此时钢中的铁素体达到６０°／。，奥氏体的碳含量积聚到钢的平均碳含量的１．２??倍。??（４）贝氏体等温阶段。从很多方面来说，这一阶段是最关键的，因为它??决定着残留奥氏体的三个最重要的量：残留奥氏体的碳含量、体积分数以及??晶粒大小。在这一阶段，钢中剩余的亚稳奥氏体在中温等温（４００°Ｃ左右）过??－１６?－??
当施加一定载荷后，由于外加力场的作用，在高于Ｍｓ温度下可以获得马??氏体临界形核，残留奥氏体在高于Ｍｓ点发生马氏体相变，产生形变马氏体，??如图２－５所示。??ａ?／?？?＾??ｉｉ＼／／?ｓ?ｉ｜｜?Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ??Ｉ?Ｉ?！?Ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｈｏｆ?！?｜?Ｉ??異雲［／?｜?ｐａｒｅｎｔ?ｐｈａｓｅ?１１?麗???１?１?１—＿＿？了????Ｍｓ?Ｍｓ＂?Ｍｄ?Ｍｓ?Ｔ？??（ａ）??图２－５应变诱导相变的热力学分析??（ａ）诱发马氏体形成的临界应力示意图；（ｂ）应力对马氏体相变驱动力的影响??在室温下，当钢板组织中存在一定量、比较稳定的残留奥氏体时，受塑??性变形的作用，残留奥氏体逐渐增大产生应变硬化，诱发了马氏体的形核，??产生相变而转变为马氏体，使局部的硬度得到提高，继续变形较困难，同时??变形进一步向周围组织转移，颈缩的产生被延迟，随着相变的不断发展，材??料获得了很高的塑性。残留奥氏体相变时体积增大，压迫周围的基体，使其??发生塑性变形，引起位错密度的增加，产生位错强化，同时相变产生的马氏??体为硬相，致使材料的强度也有提高。钢板经相变后的塑性和强度都有提高，??这种现象就被称为相变诱发塑性
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种典型第三代汽车用先进高强度钢技术浅析[J]. 刘永刚,潘红波,詹华,迟志涛. 金属热处理. 2015(08)
[2]现代汽车用钢特点及发展趋势分析[J]. 康华伟. 山东冶金. 2015(03)
[3]高强度汽车用钢发展与第3代汽车高强度钢的研究[J]. 罗振轩,荣建,杨可,刘国军,戚文,于婷,徐虹. 汽车工艺与材料. 2015(04)
[4]汽车用第3代先进高强度钢的研发进展[J]. 张志勤,黄维,高真凤. 特殊钢. 2013(01)
[5]奥氏体化温度对TRIP钢连续冷却过程中组织转变的影响[J]. 陈闪闪,赵爱民,李振,唐荻. 热加工工艺. 2012(12)
[6]高强贝氏体基体钒微合金化TRIP钢的性能[J]. 许云波,侯晓英,王业勤,吴迪. 材料研究学报. 2012(02)
[7]板条马氏体钢变形与断裂过程的原位观察[J]. 王春芳,王毛球,董瀚. 钢铁研究学报. 2012(03)
[8]超高强度Ti微合金复相钢再结晶行为研究[J]. 曾伟明,韩坤,张梅,李麟. 材料科学与工艺. 2011(03)
[9]提高热成形钢塑性的工艺研究[J]. 王存宇,时捷,惠卫军,陈鹰,张英建,董瀚. 锻压技术. 2011(02)
[10]复相钢CP800焊接性能的研究[J]. 韩坤,曾伟明,张梅,李麟. 热加工工艺. 2011(07)
本文编号：3381499
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