基于在Q-P-T工藝中引入形變的中錳鋼變形機(jī)理研究.pdf

1、隨著汽車保有量的增加，汽車用鋼也迅速增加。未來(lái)汽車用鋼的方向朝著安全性和輕量化發(fā)展，為了達(dá)到未來(lái)汽車板輕量化和節(jié)能減排的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源和保證安全的共贏，急需制備兼具低成本和高強(qiáng)塑性的第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼。依據(jù)上海交通大學(xué)徐祖耀團(tuán)隊(duì)于2007年提出的用來(lái)研發(fā)新一代先進(jìn)高強(qiáng)鋼的淬火-分配-回火(Q-P-T)工藝，本課題以微合金化的中錳鋼為研究對(duì)象，在傳統(tǒng)Q-P-T退火工藝基礎(chǔ)上引入形變，并利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡

2、(TEM)、X射線衍射(XRD)、Gleeble熱模擬實(shí)驗(yàn)和力學(xué)性能測(cè)試等實(shí)驗(yàn)方法綜合研究引入形變的Q-P-T工藝組織與力學(xué)性能的影響。本課題的主要研究?jī)?nèi)容和研究的最終成果如下：
　　(1)設(shè)計(jì)了一種含有Nb等微合金的中錳鋼，通過(guò)熱膨脹實(shí)驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變(CCT)曲線，得到實(shí)驗(yàn)鋼的幾個(gè)關(guān)鍵溫度：Ac3為813℃，Ac1為594℃，M s為360℃， fM為80℃。依據(jù)Speer等人的提出的“約束碳準(zhǔn)平衡”(CCE)熱力學(xué)

3、理論模型，對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼室溫下的殘余奧氏體含量與淬火溫度進(jìn)行了預(yù)測(cè)，得到最佳淬火溫度，最后綜合得到試驗(yàn)工藝為：將實(shí)驗(yàn)鋼分別加熱至不同溫度并施加不同變形，然后淬火至Ms至 fM的某一溫度，進(jìn)行回火/分配使板條馬氏體中的碳元素?cái)U(kuò)散至殘余奧氏體中，最終得到穩(wěn)定的殘余奧氏體。
　　(2)形變熱處理后，Q-P-T實(shí)驗(yàn)鋼最終的組織為板條馬氏體與殘余奧氏體，通過(guò)透射實(shí)驗(yàn)可清晰看到彌散的碳化物顆粒。XRD實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)同一變形量不同變形溫度下殘余奧氏體含量呈

4、現(xiàn)“先上升后下降”；同一變形溫度不同變形量下，殘余奧氏體含量是逐漸上升。
　　(3)通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)變形溫度為850℃，變形量為70％，得到最大的強(qiáng)塑積34307MPa%，滿足第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼的要求。對(duì)比強(qiáng)塑積與殘余奧氏體含量的變化趨勢(shì)可以看出兩者變化趨勢(shì)基本相同，這也說(shuō)明了殘余奧氏體含量對(duì)這類鋼的性能起著關(guān)鍵作用。
　　研究結(jié)果表明，不同工藝所得組織均為板條狀馬氏體、分布于馬氏體板條之間的奧氏體和少量碳化物，并且隨著