微合金化Mn-Cr热成形钢的连续冷却转变规律
发布时间：2021-01-25 06:54
针对目前热成形钢冲压过程中零部件局部强度较低与塑性较低问题,设计了2种不同Cr-Mn含量的微合金化热成形用钢。并采用热膨胀仪、光学显微镜、扫描电镜与硬度计等研究了实验钢的相变温度、组织演变与性能。结果表明:1号实验钢（0.27C-2.03Mn-0.12Si-1.5Cr-0.011Nb）的相变温度低于2号实验钢（0.21C-1.66Mn-1.21Cr-0.034Nb）。实验条件下1号实验钢的CCT曲线仅包含贝氏体与马氏体转变,在冷速为0.2℃/s时即发生马氏体转变。然而2号实验钢的CCT曲线包含铁素体、珠光体、贝氏体与马氏体转变,在冷速大于等于10℃/s时才发生全马氏体转变。1号实验钢有较宽的成形工艺范围,即使在冷速为1℃/s时,零部件强度也能达1500 MPa级,对模具设计要求低且具有较高的生产效率;而2号实验钢成形工艺相对较窄,成形后冷速需大于20℃/s其零部件强度才能达到1500 MPa。
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(07)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同冷速下实验用钢的显微硬度
实验钢经真空冶炼后锻造为后续实验所需的板坯,热膨胀试样从板坯经线切割加工为?4 mm×10 mm的圆棒,然后采用DIL805 A/D热膨胀仪对实验钢进行连续冷却转变实验,结合热冲压成形工艺将实验钢的加热温度设定在980 ℃,其具体实验方案如下:首先将试样以10 ℃/s的加热速度加热到980 ℃后保温3 min,进行奥氏体化与成分均匀化处理;然后分别以0.2、0.5、1、2、5、10和20 ℃/s的冷却速度将试样冷却至室温,其连续冷却转变实验工艺方案如图1所示。实验过程中采集温度、膨胀量与时间等数据。将热膨胀后的试样于热电偶加热处沿轴线方向进行切割,然后经镶嵌、研磨、抛光处理,并用4%的硝酸酒精进行侵蚀,对侵蚀好的试样在Olympus-BX51光学显微镜与Navo NanoSEM430场发射扫描电镜下观察试样的组织。并采用HVT-1000 A型数显显微硬度计测量实验钢的维氏硬度,载荷为1 kg,加载时间为15 s,每个试样测量5个不同部位,然后将这5个值进行平均作为该试样的最终硬度值。最后结合热膨胀曲线与显微组织利用Origin软件绘制实验钢的CCT曲线。2 实验结果及分析
由于钢的各相在结构、比热容和体积方面有所差异,因此在固态转变过程中由于体积的差异导致其膨胀曲线在相变时会产生拐点,利用切线法即可获得实验钢对应的相变温度[17]。图2为实验钢加热过程中的热膨胀曲线,利用切线法获得1号与2号实验钢珠光体开始相变为奥氏体的温度(Ac1)分别为735 ℃与745 ℃;1号与2号实验钢铁素体全部相变为奥氏体的温度(Ac3)分别为863 ℃与881 ℃。2.2 不同冷速下实验钢显微组织
【参考文献】：
期刊论文
[1]先进高强度汽车钢的发展趋势与挑战[J]. 王存宇,杨洁,常颖,曹文全,董瀚. 钢铁. 2019(02)
[2]Effects of micro-alloying and production process on precipitation behaviors and mechanical properties of HRB600[J]. Hong-bo Pan,Meng-jiao Zhang,Wei-ming Liu,Jun Yan,Hui-ting Wang,Chang-sheng Xie,Zhan Guo. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2017(05)
[3]第三代汽车钢温热成形工艺研究及性能评价[J]. 李晓东,韩硕,王存宇,常颖,胡平,董瀚. 机械工程学报. 2017(08)
[4]Mn元素对9Ni钢组织及力学性能的影响[J]. 战国锋,刘继雄,刘文斌. 金属热处理. 2016(03)
[5]热膨胀法在钢铁材料固态相变研究中的应用[J]. 王春芳,路岩,赵晓丽. 钢铁研究学报. 2015(11)
[6]22MnB5钢相变特性和热成形工艺研究[J]. 章骏,薛甬申,桂龙明,金晓春,张梅. 上海金属. 2015(04)
[7]Effect of hot stamping parameters on the mechanical properties and microstructure of cold-rolled 22MnB5 steel strips[J]. Jing Zhou,Bao-yu Wang,Ming-dong Huang,Dong Cui. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2014(06)
[8]连续冷却过程中GCr15钢中碳化物的析出行为[J]. 孙艳坤. 金属热处理. 2011(08)
本文编号：2998789
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(07)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同冷速下实验用钢的显微硬度
实验钢经真空冶炼后锻造为后续实验所需的板坯,热膨胀试样从板坯经线切割加工为?4 mm×10 mm的圆棒,然后采用DIL805 A/D热膨胀仪对实验钢进行连续冷却转变实验,结合热冲压成形工艺将实验钢的加热温度设定在980 ℃,其具体实验方案如下:首先将试样以10 ℃/s的加热速度加热到980 ℃后保温3 min,进行奥氏体化与成分均匀化处理;然后分别以0.2、0.5、1、2、5、10和20 ℃/s的冷却速度将试样冷却至室温,其连续冷却转变实验工艺方案如图1所示。实验过程中采集温度、膨胀量与时间等数据。将热膨胀后的试样于热电偶加热处沿轴线方向进行切割,然后经镶嵌、研磨、抛光处理,并用4%的硝酸酒精进行侵蚀,对侵蚀好的试样在Olympus-BX51光学显微镜与Navo NanoSEM430场发射扫描电镜下观察试样的组织。并采用HVT-1000 A型数显显微硬度计测量实验钢的维氏硬度,载荷为1 kg,加载时间为15 s,每个试样测量5个不同部位,然后将这5个值进行平均作为该试样的最终硬度值。最后结合热膨胀曲线与显微组织利用Origin软件绘制实验钢的CCT曲线。2 实验结果及分析
由于钢的各相在结构、比热容和体积方面有所差异,因此在固态转变过程中由于体积的差异导致其膨胀曲线在相变时会产生拐点,利用切线法即可获得实验钢对应的相变温度[17]。图2为实验钢加热过程中的热膨胀曲线,利用切线法获得1号与2号实验钢珠光体开始相变为奥氏体的温度(Ac1)分别为735 ℃与745 ℃;1号与2号实验钢铁素体全部相变为奥氏体的温度(Ac3)分别为863 ℃与881 ℃。2.2 不同冷速下实验钢显微组织
【参考文献】：
期刊论文
[1]先进高强度汽车钢的发展趋势与挑战[J]. 王存宇,杨洁,常颖,曹文全,董瀚. 钢铁. 2019(02)
[2]Effects of micro-alloying and production process on precipitation behaviors and mechanical properties of HRB600[J]. Hong-bo Pan,Meng-jiao Zhang,Wei-ming Liu,Jun Yan,Hui-ting Wang,Chang-sheng Xie,Zhan Guo. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2017(05)
[3]第三代汽车钢温热成形工艺研究及性能评价[J]. 李晓东,韩硕,王存宇,常颖,胡平,董瀚. 机械工程学报. 2017(08)
[4]Mn元素对9Ni钢组织及力学性能的影响[J]. 战国锋,刘继雄,刘文斌. 金属热处理. 2016(03)
[5]热膨胀法在钢铁材料固态相变研究中的应用[J]. 王春芳,路岩,赵晓丽. 钢铁研究学报. 2015(11)
[6]22MnB5钢相变特性和热成形工艺研究[J]. 章骏,薛甬申,桂龙明,金晓春,张梅. 上海金属. 2015(04)
[7]Effect of hot stamping parameters on the mechanical properties and microstructure of cold-rolled 22MnB5 steel strips[J]. Jing Zhou,Bao-yu Wang,Ming-dong Huang,Dong Cui. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2014(06)
[8]连续冷却过程中GCr15钢中碳化物的析出行为[J]. 孙艳坤. 金属热处理. 2011(08)
本文编号：2998789
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