細(xì)晶化高強(qiáng)IF鋼生產(chǎn)原理及工藝開發(fā).pdf

1、為減輕汽車自重、降低能耗和提高汽車碰撞時(shí)的安全性，具有良好深沖和涂層性能的高強(qiáng)汽車外面板已經(jīng)開發(fā)使用。目前，440MPa級(jí)細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼汽車外面板已進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。
　　本文中細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼通過(guò)細(xì)化晶粒，在提高晶界強(qiáng)度、抑制二次加工脆化的同時(shí)，利用獨(dú)特的微細(xì)析出物沉淀強(qiáng)化，使其獲得了優(yōu)良的成形性能。
　　本文以細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼為研究對(duì)象，在Gleeble1500熱模擬機(jī)上，對(duì)細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼的熱變形行為進(jìn)行了研究;在Φ450實(shí)驗(yàn)

2、室軋機(jī)上完成了熱軋實(shí)驗(yàn);在實(shí)驗(yàn)室Φ160二輥可逆式軋機(jī)完成了冷軋實(shí)驗(yàn);在實(shí)驗(yàn)室SX2-10型箱式電阻爐模擬完成模擬罩式退火實(shí)驗(yàn)和連續(xù)退火實(shí)驗(yàn);并通過(guò)光學(xué)顯微鏡、透射電鏡和拉伸試驗(yàn)進(jìn)行顯微組織觀察和力學(xué)性能測(cè)定。所得研究結(jié)果如下:
　　(1)高溫?zé)嶙冃涡袨楹瓦B續(xù)冷卻相變行為的研究
　　(a)在單道次熱模擬實(shí)驗(yàn)中:應(yīng)變速率為10s-1，真應(yīng)變?yōu)?.5時(shí)，應(yīng)力—應(yīng)變曲線為動(dòng)態(tài)回復(fù)型，不隨溫度的變化而改變類型，變形溫度越高，流變應(yīng)力

3、越小;在900℃及950℃變形時(shí)，流變應(yīng)力隨著變形速率的增加而增加;在其它變形條件相同的情況下，隨著變形量的增加，流變應(yīng)力也隨之增加。
　　(b)利用雙道次壓縮實(shí)驗(yàn)，研究細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼的靜態(tài)軟化行為，變形溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，靜態(tài)軟化率越大，且晶粒尺寸越大;計(jì)算出在ε=0.3，(ε)=1s-1的條件下，細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼的靜態(tài)再結(jié)晶激活能為Qrec=186.73kJ/mol,因此該鋼易發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶。
　　(c)通過(guò)對(duì)不同條件

4、下的CCT曲線分析發(fā)現(xiàn)，變形條件和冷卻速度對(duì)細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼相變點(diǎn)的影響很大，變形加速了鐵素體相變;隨著冷卻速度的提高，鐵素體轉(zhuǎn)變區(qū)域增大。
　　(2)實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)工藝
　　(a)初步確定了細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼實(shí)驗(yàn)室模擬熱軋工藝制度。
　　(b)在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)不同冷軋壓下率下組織性能變化規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn):在820℃退火時(shí)，隨著變形量的增加，鐵素體晶粒細(xì)化，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度升高，延伸率和r值先增大后減小;在850℃退火時(shí)，隨著

5、變形量的增加，鐵索體晶粒尺寸先增大后減小，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度先減小后增大，延伸率和r值先增大后減小。通過(guò)在兩組退火溫度不同壓下率下組織和性能的對(duì)比可知，壓下率在77.5％～80％時(shí)r值出現(xiàn)最大值。
　　(c)在實(shí)驗(yàn)室對(duì)不同退火制度下組織性能變化規(guī)律研究發(fā)現(xiàn):退火溫度越高，退火時(shí)間越長(zhǎng)，鐵素體晶粒越大，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度減小，延伸率和r值增大。
　　(3)沉淀析出行為研究
　　(a)細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼的晶粒較傳統(tǒng)IF鋼細(xì)化很

6、多，由于鈮的添加使得細(xì)小的鈮碳氮Nb(C，N)化合物彌散分布，可以觀察到大量10～40 nm的細(xì)小析出物NbC。這些細(xì)小沉淀物可以抑制晶粒的長(zhǎng)大，因而晶粒非常細(xì)小。
　　(b)由于晶界掃動(dòng)效應(yīng)，導(dǎo)致析出物在晶界的一側(cè)非常稀少，形成獨(dú)特的沉淀貧乏區(qū)。即晶界附近析出物非常稀少，稱之為PFZ（晶界無(wú)析出物區(qū)）。PFZ帶的寬度一般在0.6μm以上，這樣可以解釋即使在晶粒非常細(xì)小的情況下，細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼屈服強(qiáng)度低的原因。
　　(c)退

7、火溫度越高，加熱速率越大，鐵素體晶界附近的PFZ越穩(wěn)定，體積分?jǐn)?shù)越大，屈服強(qiáng)度越低。
　　(d)由于細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化以及固溶強(qiáng)化，實(shí)驗(yàn)鋼顯示了較高的強(qiáng)度。同時(shí)由于PFZ帶的存在，使實(shí)驗(yàn)鋼呈現(xiàn)了較低的屈服強(qiáng)度和良好的成型性能。
　　(4)實(shí)際生產(chǎn)工藝開發(fā)
　　(a)確定細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼的熱軋軋制工藝制度:加熱溫度在1150℃左右，粗軋溫度1050℃左右，精軋溫度在900℃左右，卷取溫度在630～650℃。
　　(b

8、)確定細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼的冷軋軋制工藝制度:冷軋壓下率75～80％之間，退火溫度為840～870℃，保溫時(shí)間在120～200s之間，對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)鋼的抗拉強(qiáng)度在470MPa左右，屈強(qiáng)比在0.60左右，r值為1.69，延伸率接近40％。
　　(c)隨著冷軋變形量的增加，鐵素體晶粒細(xì)化，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度升高，延伸率和r值先增大后減小，r值在壓下率為77.5％時(shí)出現(xiàn)峰值。
　　(d)退火溫度越高和退火時(shí)間越長(zhǎng)，鐵素體晶粒越粗大，抗拉強(qiáng)度和