222-paper－成分及冷卻工藝對汽車用先進高強度鋼組織、性能的影響

1、第1頁共6頁1成分及冷卻工藝對汽車用先進高強度鋼組織、性能的影響張愛文鄭磊(寶山鋼鐵股份有限公司研究院，上海201900)摘要：在試驗室用50kg真空感應爐冶煉汽車用先進高強度鋼，鍛30mm厚板坯，經(jīng)控制軋制軋成3mm厚板材后采用不同冷卻模式進行控制冷卻。研究了成分、冷卻工藝對組織與力學性能的影響。結果表明：卷取溫度降低，強度上升，延伸率下降，組織由鐵素體珠光體向貝氏體、馬氏體轉變；高溫卷取時鈮、釩等微合金元素對強度的貢獻較明顯，低溫卷

2、取時碳的貢獻較大；強度提高后，延伸率下降；分段冷卻對組織與性能的影響較復雜。通過不同的控制冷卻工藝實現(xiàn)了用相同的成分獲得不同強度等級要求的目的。關鍵詞：先進高強度鋼；低合金高強度鋼；復相鋼；馬氏體鋼控制軋制，控制冷卻EffectofChemicalCompositionsCoolingProcessonMicrostructureMechanicalPropertiesofAdvancedHighStrengthSteelZHANGAi

3、wenZHENGLei(ResearchinstituteBaoshanIronSteelCo.Ltd.Shanghai201900)ABSTRACT:Theadvancedhighstrengthsteelwasdesignedmeltedbya50kgvacuuminductionfurnaceinlabatythe3mmfinishedsheetwasrolledfromfged30mmslabfollowedbycontroll

4、edcooling.Theeffectofchemicalcompositionscoolingprocessonmicrostructuremechanicalpropertieswereresearched.Theresultsshowthatthemicrostructurechangesfromferritepluspearlitetobainitemartensitethestrengthincreaseswhiletheel

5、ongationdecreasesasthedecreasingofcoilingtemperature.Thestrengthincrementofthesheetcoiledathightemperaturecontributedbyniobiumvanadiumismuchhigherthanthatcoiledatlowertemperaturewhilethefunctionofcarbongoestotheopposite.

6、Theelongationofthesheetdecreasesastheincreasingofstrength.Theeffectoftwostepscoolingprocessonmicrostructuremechanicalpropertiesiscomplex.Thedifferentstrengthclasssteelcanbemanufacturedbydifferentcoolingprocessinthesamech

7、emicalcomposition.KEYWDSAHSS，HSLA，complexphasesteel，martensitephasesteel，controlledrolling，controlledcooling作者簡介：張愛文(1972)，男，碩士，工程師；Email:zhangaw@汽車用鋼有很多品種，如圖1所示。傳統(tǒng)的低強度鋼(LSS)和高強度鋼(HSS)主要有無間隙原子鋼(IF)、高強度無間隙原子鋼(IFHS)、普碳軟鋼(M

8、ILD)、各向同性鋼(IS)、烘烤硬化鋼(BH)、碳錳鋼(CMn)以及低合金高強度鋼(HSLA)、雙相鋼(DP)、相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP)等三個種類的部分低強度級別品種。傳統(tǒng)的高強鋼大多通過固溶、析出和細化晶粒作為主要強化手段。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及能源危機和環(huán)境問題的日益加劇，對車輛節(jié)能與安全的要求越來越高，車輛自重要求越來越輕以提高燃油經(jīng)濟性，于是先進高強度鋼(AHSS)或者超高強度鋼(UltraHSS)應運而生[1，2]。通?？?/p>

9、拉強度大于700MPa的鋼種定為先進高強度鋼（AHSS）或者超高強度鋼，主要有以下五大類：低合金高強度鋼、雙相鋼、相變誘發(fā)塑性鋼、復相鋼(CP)、馬氏體鋼(MP)。先進高強鋼主要通過相變進行強化，組織中含有馬氏體、貝氏體和或殘余奧氏體。先進高強鋼兼具高強度和較好的成形性，特別是加工硬化指數(shù)高，有利于提高沖擊過程中的能量吸收，以達到減重的同時保證安全性[3]。為了能夠經(jīng)濟、高效地生產(chǎn)這類先進高強度鋼，將水作為合金元素來考慮，以期用廉價的合

10、金設計、軋制及控冷過程中的嚴格控制和多種冷卻模式來獲得先進高強度鋼是目前第3頁共6頁圖2Q2試驗鋼不同卷取溫度下的典型組織Fig.2OpticalmicrographsatdifferentcoilingtemperatureofteststeelQ2(a)ACC至600℃卷取，F(xiàn)P組織；(b)ACC至400℃卷取，B組織；(c)DQ至200℃卷取，M組織2.1.2碳含量對力學性能的影響0200400600800100012001002

11、00300400500600700卷取溫度℃屈服強度MPaM1(0.10CMnNb)M2(0.16CMnNb)M3(0.19CMnNb)0200400600800100012001400100200300400500600700卷取溫度℃抗拉強度MPaM1(0.10CMnNb)M2(0.16CMnNb)M3(0.19CMnNb)051015202530100200300400500600700卷取溫度℃延伸率％M1(0.10CMnNb)

12、M2(0.16CMnNb)M3(0.19CMnNb)0.100.120.140.160.180.200200400600800100012001400Rp0.2RmA80碳含量％強度MPa345678延伸率%圖3碳含量、卷取溫度對力學性能的影響Fig.3Effectofcarboncontentcoilingtemperatureonmechanicalproperties(a)屈服強度；(b)抗拉強度；(c)延伸率；(d)200℃DQ

13、圖3為卷取溫度與碳含量對力學性能的影響。由圖可知，隨著卷取溫度的降低，強度上升，延伸率下降，但延伸率數(shù)據(jù)波動較大；在卷取溫度一定時，隨著碳含量的上升，強度上升，延伸率下降。M1～M3試驗鋼為CMnNbTi系，除了碳含量不同外，其它元素含量基本相同。由圖3(a)、(b)還可知，碳含量對強度的影響在不同的卷取溫度時差別較大。在高溫卷取如600℃卷取時碳含量的變化對強度的影響很不明顯，隨著卷取溫度的降低，碳含量增加對強度增加的影響逐漸增大，尤