含釩低碳低硅相變誘發(fā)塑性鋼的組織和性能的研究.pdf

1、本論文在研究含釩TRIP鋼的處理工藝、組織和力學(xué)性能之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，成功地開(kāi)發(fā)了低碳、低硅、含釩、含鋁TRIP鋼，該鋼的最高強(qiáng)塑積可達(dá)22000MPa％，與傳統(tǒng)的低碳高硅TRIP鋼的性能相當(dāng)。論文對(duì)新TRIP鋼的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、殘余奧氏體在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷下的轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)、殘余奧氏體熱穩(wěn)定性、可鍍鋅性能進(jìn)行了研究。論文主要內(nèi)容描述如下。 為了了解釩對(duì)TRIP鋼組織和力學(xué)性能的影響，比較研究了含釩TRIP鋼和無(wú)釩TRIP鋼的顯微

2、組織隨退火溫度的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)釩的添加，可以有效的提高TRIP鋼的殘余奧氏體相對(duì)量，無(wú)釩鋼經(jīng)780℃×5min+400℃×5min處理后可以獲得最高的殘余奧氏體量，為10％；含釩鋼經(jīng)740℃×5min+400℃×5min和800℃×5min+400℃×5min處理后可以獲得最高的殘余奧氏體量，為近15％。 比較研究了含釩TRIP鋼和無(wú)釩YRIP鋼的力學(xué)性能隨退火溫度的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)，釩提高了TRIP鋼的強(qiáng)度，0.1wt％V的添加

3、，可以使TRIP鋼的強(qiáng)度提高60MPa；但是，釩的添加，損害了TRIP鋼的塑性，0.1wt％V的添加，可以使TRIP鋼的均勻延伸率下降0.1。研究還發(fā)現(xiàn)，TRIP鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線都符合冪函數(shù)σ=κε<'n>規(guī)律。無(wú)論是含釩鋼還是無(wú)釩鋼，經(jīng)相同退火溫度處理的TRIP鋼的強(qiáng)塑積都高于DP鋼的強(qiáng)塑積，說(shuō)明殘余奧氏體對(duì)于提高鋼的強(qiáng)塑積有重要的作用。 在上述研究含釩。TRIP鋼的組織和力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，成功開(kāi)發(fā)了低碳、低硅、含釩、含鋁TR

4、IP鋼，新TRIP鋼的具體成分是C：0.11％，Mn：0.8％，Si：0.55％，Al：1.0％.V：0.1％。論文研究了新’FRIP鋼的顯微組織和力學(xué)性能隨兩相區(qū)退火溫度的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)，新TRIP鋼含有較高的殘余奧氏體量，最大值可達(dá)18％。說(shuō)明釩和鋁的復(fù)合添加，可以有效的提高TRIP鋼的殘余奧氏體量。新TRIP鋼經(jīng)760℃×5min+400℃×5min處理后可以獲得最高的強(qiáng)塑積，達(dá)到22000MPa％，與傳統(tǒng)的低碳高硅TRIP鋼的性

5、能相當(dāng)。新TRIP鋼具有高的n值，達(dá)到13.24，說(shuō)明新TRIP鋼有好的加工硬化性能，這對(duì)于汽車(chē)用鋼是非常重要的。 在動(dòng)態(tài)沖擊拉伸試驗(yàn)機(jī)上，研究了新TRIP鋼在動(dòng)態(tài)載荷下的力學(xué)性能變化規(guī)律，試驗(yàn)的應(yīng)變率變化范圍為400/s～1500/s。發(fā)現(xiàn)，新TRIP鋼具有應(yīng)變率敏感性。隨應(yīng)變率提高，新TRIP鋼的強(qiáng)度、延伸率都提高，最大動(dòng)態(tài)強(qiáng)塑積為近研究了新TRIP鋼中殘余奧氏體在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷下的轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)。發(fā)現(xiàn)，方程y=1-e<'-Ax

6、>可以表征殘余奧氏體在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷下的轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)，其中的A表征殘余奧氏體隨應(yīng)變發(fā)生轉(zhuǎn)變的速率。A越小，轉(zhuǎn)變速率越慢，表示有更多的殘余奧氏體可以留在變形的后期發(fā)生轉(zhuǎn)變，進(jìn)而可以提高TRIP鋼的強(qiáng)塑性。與殘余奧氏體量相比較， A值是影響新TRIP鋼強(qiáng)塑積的更重要因素。不同的兩相區(qū)熱處理可以改變A值的大小，進(jìn)而改變TRIP鋼的力學(xué)性能。 論文用DSC方法研究了新TRIP鋼殘余奧氏體的熱穩(wěn)定性。通過(guò)比較含殘余奧氏體和不含殘余奧氏體試樣

7、的DSC曲線，確定了TRIP鋼殘余奧氏體的熱分解峰。新TRIP鋼的殘余奧氏體熱分解溫度范圍為400～600℃，明顯高于淬火碳鋼中殘余奧氏體的熱分解溫度。論文用Kissinger方法計(jì)算了新’TRIP鋼殘余奧氏體熱分解的激活能，其值變化范圍為120～137KJ/mol。用JMA方程擬合獲得了新TRIP鋼殘余奧氏體熱分解動(dòng)力學(xué)因子，據(jù)此計(jì)算的殘余奧氏體熱分解曲線與從DSC獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的吻合。本工作為研究TRIP鋼殘余奧氏體熱穩(wěn)定性提

8、供了一種簡(jiǎn)便、可靠的方法。 在實(shí)驗(yàn)室的熱鍍鋅試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了TRIP鋼的熱鍍鋅試驗(yàn)研究，通過(guò)選定合適的氣氛露點(diǎn)控制等工藝條件，對(duì)含硅量達(dá)0.55wt％的新TRIP鋼，成功的實(shí)現(xiàn)了熱鍍鋅，并研究了不同的鋅液成分對(duì)新TRIP鋼鍍鋅層的表面形貌和構(gòu)成組織的影響。發(fā)現(xiàn)，鍍鋅液的成分對(duì)TRIP鋼鋅層的表面形貌和構(gòu)成有重要的影響，經(jīng)0．5％Al+Zn熱鍍鋅后，鋅層的表面為50μm左右的等軸晶粒，鋅層中組織主要由純鋅、Zn+Al+Fe和Zn+F