含稀土高强度IF钢汽车板材的研究

发布时间：2017-09-19 16:09

  本文关键词：含稀土高强度IF钢汽车板材的研究

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【摘要】：随着汽车工业对钢材性能要求的不断提高，原来的普通IF钢的强度已远远不能满足要求，如何在保持其良好的塑性的同时又可大幅度提高IF钢强度，通过使用合理的方法来生产高强度IF钢意义重大。本实验在普通IF的基础上添加了硅、磷、锰固溶强化元素，使IF钢的强度达到440MPa以上。但只采用单一的固溶强化手段提高钢种强度，往往也会产生一些问题，特别的在本实验中添加了大量的磷元素，磷是一种很容易在晶界上发生偏聚的元素，当IF钢中磷含量过高时，其会在铁素体的晶界上发生过度偏析，导致钢材在成型使用过程中受冷冲击发生断裂，这就是二次加工脆性问题。针对这个问题本实验依托我国具有丰富的稀土资源，利用稀土Ce与P的特殊作用：低P时，Ce与P竞争，高P时，Ce改变P的存在状态，从而找到了解决二次加工脆性的新方向。 在实验室冶炼条件下，通过合理的成分选择，采用真空感应炉冶炼试验钢，随炉冷却后，经锻造、热轧、冷轧、退火处理后，用钼丝切割机将试样做成标样，利用激光共聚焦仪观察晶相组织，使用S-3400N型扫描电镜和VUESTL2X-射线能谱分析仪对试样钢的断口形貌和钢中夹杂物进行分析。使用万能拉伸机进行拉伸试验，按照国家标准GB/T228.1-2010进行室温拉伸试验。用洛氏硬度试验检测钢种的硬度，用冲杯试验来检测钢的二次加工脆性。系统的分析了含稀土高强度IF钢组织和力学性能，结论如下： 退火处理后的试验钢具有均匀细小的等轴状铁素体晶粒，钢中的夹杂物含量较少，主要是由稀土铈与氧硫形成的复杂化合物和少量的氧化铝簇状夹杂物组成，尺寸直径在1~2μm之间。 拉伸试验测得试验钢的抗拉强度大于440MPa，最大延伸率达到33.11%，，由硬度试验测得试验钢洛氏硬度平均值在50左右，说明含稀土高强度IF不仅具有高的强度同时也有很好的塑性。 根据拉伸断口形貌图观察发现大量韧窝，且退火50min试样中有卵形韧窝，说明钢的断裂方式以韧性断裂为主，具有很好的塑韧性。 试样钢在温度-20℃、-40℃、-60℃进行的冲杯实验，均未产生破裂现象，说明含稀土IF钢汽车板材具有良好的抗二次加工脆性。
【关键词】：高强度IF钢 稀土 抗二次加工脆性 晶界偏析
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-24
• 1.1 IF 钢的概述10-15
• 1.1.1 IF 钢的发展10-11
• 1.1.2 我国 IF 钢生产现状11
• 1.1.3 IF 钢的生产工艺11-12
• 1.1.4 IF 钢冶炼技术12-13
• 1.1.5 IF 钢轧制工艺13-15
• 1.2 稀土元素15-18
• 1.2.1 稀土的简介15-16
• 1.2.2 稀土在钢中的作用16-17
• 1.2.3 稀土对钢材性能的影响17-18
• 1.3 偏析概述18-20
• 1.3.1 偏析的分类18-19
• 1.3.2 磷元素的偏析19-20
• 1.4 稀土对二次加工脆性（SWE）的影响20-21
• 1.4.1 二次加工脆性概念20
• 1.4.2 稀土细化晶粒对二次加工脆性的影响20-21
• 1.4.3 固溶稀土对二次加工脆性的影响21
• 1.5 选题的背景及内容21-24
• 1.5.1 选题背景21-22
• 1.5.2 选题意义22
• 1.5.3 选题目的22
• 1.5.4 选题内容22-24
• 2 实验材料与方法24-32
• 2.1 实验材料成分设计24-26
• 2.1.1 实验钢成分设计24-25
• 2.1.2 实验原料25-26
• 2.2 冶炼工艺26-27
• 2.3 配料计算27-28
• 2.4 试验钢成分测定28
• 2.5 热处理工艺28
• 2.6 实验钢的性能检测28-29
• 2.7 试验钢显微组织观察及夹杂物分析29-30
• 2.7.1 试样制备29
• 2.7.2 显微组织观察29
• 2.7.3 夹杂物分析29-30
• 2.8 力学性能测试30-32
• 2.8.1 室温拉升实验30
• 2.8.2 室温冲击试验30-31
• 2.8.3 低温冲杯试验31
• 2.8.4 硬度测试31-32
• 3 实验结果与分析32-40
• 3.1 退火时间对含稀土 IF 钢汽车板材的组织影响32-33
• 3.2 实验钢中的夹杂物的存在形式33-34
• 3.3 退火时间对含稀土 IF 钢汽车板材力学性能的影响34-36
• 3.4 室温拉伸断口显微形貌分析36-37
• 3.5 含稀土 IF 钢汽车板材硬度测试37
• 3.6 室温冲击试验37-38
• 3.7 冲杯法检测含稀土 IF 钢汽车板材的二次加工脆性38-40
• 结论40-41
• 参考文献41-45
• 在学研究成果45-46
• 致谢46

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：882596