低碳微合金鋼的Q--P--T工藝研究.pdf

1、近年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)在世界范圍內(nèi)迅猛發(fā)展，而世界范圍內(nèi)仍面臨著能源、環(huán)境、安全三大問(wèn)題，這就要求汽車(chē)鋼向著輕量化、高強(qiáng)度、高塑性化的方向發(fā)展。為適應(yīng)這一要求，一系列的具有優(yōu)良的強(qiáng)塑性結(jié)合的汽車(chē)板應(yīng)運(yùn)而生，如DP鋼、TRIP鋼等。2003年，Speer教授等提出了Q&P的新型熱處理工藝，并建立了碳在配分過(guò)程中的熱力學(xué)模型，即“限制條件準(zhǔn)平衡”(Constrained CarbonParaequilibrium)模型。通過(guò)淬火和配分過(guò)程，最終得

2、到馬氏體和殘余奧氏體的混合組織。在變形過(guò)程中，馬氏體提供強(qiáng)度，殘余奧氏體發(fā)生TRIP效應(yīng)提供塑性，最終鋼具有良好的強(qiáng)塑性結(jié)合。
　　鑒于CCE模型中沒(méi)有考慮到碳化物的析出和界面遷移，為此，徐祖耀院士在Q&P工藝的基礎(chǔ)上，提出Q-P-T工藝，在鋼中加入微合金碳化物的形成元素，以期形成沉淀析出強(qiáng)化作用，進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)初步驗(yàn)證，Q-P-T工藝得到的性能較Q&P工藝更為優(yōu)越。
　　本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持下，對(duì)Q-

3、P-T鋼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。以0.19C-0.19Al-0.053Nb-0.94Ni-0.89Cr成分的鋼研究對(duì)象，通過(guò)Q-P-T工藝的處理，得到強(qiáng)度為1500MPa級(jí)別以上，延伸率10％以上的鋼種。本文研究了淬火溫度、配分溫度、配分時(shí)間對(duì)Q-P-T鋼的力學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，隨淬火溫度的升高，材料的強(qiáng)度有所增大，這是因?yàn)榇慊饻囟鹊纳邥?huì)導(dǎo)致獲得的殘余奧氏體的穩(wěn)定性變差，二次水冷時(shí)會(huì)向馬氏體轉(zhuǎn)變。在較低的配分溫度下，隨配分溫度的升高，強(qiáng)度有

4、所降低，但繼續(xù)增大配分溫度，強(qiáng)度會(huì)增大，這是因?yàn)樵谳^低配分溫度下，隨配分溫度的升高，殘余奧氏體越穩(wěn)定，在較高溫度下配分時(shí)，殘余奧氏體向貝氏體轉(zhuǎn)變使得強(qiáng)度增大。隨配分時(shí)間的延長(zhǎng)，碳向殘余奧氏體中的擴(kuò)散變得充分，接著殘余奧氏體會(huì)向貝氏體轉(zhuǎn)變，隨著配分時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，碳化物析出消耗碳，馬氏體軟化，殘余奧氏體中的貧碳區(qū)域會(huì)向貝氏體鐵素體轉(zhuǎn)變，整體呈現(xiàn)出強(qiáng)度先降低后增大，隨后又降低的趨勢(shì)，延伸率呈現(xiàn)出相反的變化趨勢(shì)。
　　本文設(shè)計(jì)了將Q-P

5、-T工藝中配分后的二次水冷改變?yōu)槎慰绽涞男滦蜔崽幚砉に?，研究了各種工藝因素對(duì)二次空冷條件下的Q-P-T鋼的力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)在二次空冷條件下鋼的強(qiáng)度有所降低，大概在1400MPa左右，鋼的延伸率有所提高，大概在15％以上。在配分后進(jìn)行空冷過(guò)程中，殘余奧氏體不會(huì)發(fā)生馬氏體相變，工藝因素對(duì)其力學(xué)性能的影響規(guī)律也和最初的Q-P-T工藝（配分后水淬）有所不同。
　　將配分后空冷和水冷獲得的鋼的組織性能進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)空冷后得到的鋼的馬氏