退火后冷却方式对冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等手段,研究了冷轧中锰钢(0.2C-5Mn)退火后不同冷却方式下的微观组织特点和拉伸性能.实验钢冷轧退火后为铁素体加逆转变奥氏体的双相组织.退火后空冷可以获得稳定性较高的逆转变奥氏体,且其体积分数也明显高于退火后炉冷.退火后空冷实验钢中的逆转变奥氏体在变形过程中产生持续的TRIP效应,提高强度的同时获得了较高的塑性,强塑积可达到26.5 GPa·%。     

两相区退火温度对2%Al冷轧TRIP钢组织及性能的影响

两相区退火温度是影响TRIP钢显微组织和力学性能的重要工艺参数之一,因此有必要优化两相区退火温度使TRIP钢获得最佳的强韧性配合。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉伸试验机研究了两相区退火温度对0.25C-1.5Mn-2.0Al冷轧TRIP钢显微组织和力学性能的影响。实验结果表明:在770~850℃退火并450℃贝氏体等温5 min处理后,实验钢的显微组织为铁素体、贝氏体和残余奥氏体。随着退火温度的升高,实验钢中的铁素体和残余奥氏体体积分数增加、贝氏体体积分数减少,屈服强度和抗拉强度降低。     

无硅TRIP钢力学性能的研究

无硅TRIP钢采用临界区加热等温淬火热处理,获得铁素体,贝氏体及大量稳定残余奥氏体的三相组织·通过对其显微组织观察,断口形貌分析,与高硅TRIP钢力学性能的相互比较,探讨了无硅TRIP钢相变诱发塑性的行为·结果表明:无硅TRIP钢在拉伸变形过程中,应变诱导相变,相变诱发塑性;其拉伸断口形貌呈韧性断口特征;经790℃加热在400℃等温5min时,抗拉强度达到754MPa,延伸率达到36%,综合性能(强塑积)达到27144MPa%的最高值·     

退火温度对超细晶中锰TRIP钢组织性能的影响

为研究连续退火工艺生产中锰TRIP钢汽车板的可行性,在钢板连续退火模拟机CCT--AY--Ⅱ上研究了590~710℃不同退火温度下保温3 min对低碳中锰钢组织性能的影响.利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和X射线能谱分析等微观分析方法对实验钢进行了组织结构和成分表征,利用X射线衍射法测量了残余奥氏体量,通过拉伸试验机测试了钢的单轴拉伸性能.结果表明:保温3min时,随着保温温度的升高,残奥含量先增加后减少.在650℃退火时断后伸长率(21.3%)和强塑积(28GPa·%)获得最大值,抗拉强度达到1330MPa.马氏体基体通过回复,而残余奥氏体通过孪晶,获得超细晶组织.亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体(马氏体)共同提供了实验钢高的塑性.实验钢真实应力--应变曲线上呈现锯齿状现象,且稳定阶段加工硬化指数远高于传统TRIP钢.     

变形温度对Fe-11Mn-4Al-0.2C钢奥氏体稳定性的影响

以锰元素质量分数为11%的冷轧中锰钢为研究对象,通过分析在不同变形温度下实验钢的显微组织和力学性能的变化规律,研究变形温度对奥氏体稳定性的影响,最终确定Mσs的温度为20~25℃.结果表明,随着拉伸温度的升高,实验钢的奥氏体稳定性逐渐增高,应变硬化能力逐渐降低.在Mσs点附近进行拉伸时,实验钢中应力诱发马氏体相变和应变诱发马氏体相变两种机制并存,TRIP效应对实验钢强度和伸长率的贡献最大,因此综合力学性能最好.通过理论模型计算可得实验钢的奥氏体平均晶粒尺寸为0.70~0.71μm.     

退火后冷却方式对冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等手段，研究了冷乳中锰钢（0.2C-5Mn)退火后不同冷却方式下的微观组织特点和拉伸性能.实验钢冷乳退火后为铁素体加逆转变奥氏体的双相组织.退火后空冷可以获得稳定性较髙的逆转变奥氏体，且其体积分数也明显髙于退火后炉冷.退火后空冷实验钢中的逆转变奥氏体在变形过程中产生持续的TRIP效应，提髙强度的同时获得了较髙的塑性，强塑积可达到26.5GPa.%.     

马氏体基TRIP钢的组织与力学性能

在基本C-Si-Mn系TRIP钢的基础上,通过调整工艺参数获得具有马氏体基的TRIP钢,通过扫描电镜分析、透射电镜分析、电子背散射衍射分析、X射线衍射分析、单向拉伸实验等对经不同工艺处理的实验用钢的显微组织和力学性能进行了对比分析.结果表明:两相区退火温度升高,铁素体比例减少,贝氏体比例增加,残余奥氏体整体先增加后减少;在较低温度下退火时,条状铁素体合并成为块状铁素体;在较高温度下退火时,条状奥氏体合并成为块状奥氏体,随后在冷却过程中转变为马氏体或残余奥氏体;实验钢在780℃退火时,获得最佳综合力学性能,此时抗拉强度达1053MPa,延伸率达23%,强塑积达24GPa×%.一定量的细小弥散的板条残余奥氏体是实验钢获得高强塑积的主要原因.     

含铌TRIP钢连续退火后的组织性能及强化机理

在实验室模拟了含铌与无铌TRIP钢的连续退火工艺过程,通过金相显微技术(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等检测手段研究了TRIP钢的组织性能,分析了TRIP钢中残余奥氏体稳定性的影响因素及强化机理.结果表明:在连续退火工艺条件下,Nb的存在细化了TRIP钢的微观组织,与未添加Nb的钢相比,添加Nb可以提高TRIP钢中残余奥氏体含量和残余奥氏体碳含量.含铌TRIP钢中残余奥氏体主要以团块状或薄膜状分布于铁素体与贝氏体晶界,极少部分以细小球状分布于铁素体晶内.含铌TRIP钢热轧后的主要析出物为Fe3C和(Nb,Ti)(C,N),退火后的主要析出物为(Nb,Ti)(C,N).细小含铌析出物的析出强化导致了随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度升高.     

铌微合金化对高Al冷轧TRIP钢组织与力学性能的影响

采用二段式盐浴热处理、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等方法,研究了添加0.025%微合金元素Nb对高Al(1.5%Al)冷轧相变诱导塑性钢(TRIP)组织与性能的影响规律. 结果表明:Nb微合金化使高Al冷轧TRIP钢在连续退火后组织得到细化,残余奥氏体含量及其碳含量比无Nb钢均有所升高. 含Nb钢在370 ℃和400 ℃等温后抗拉强度均大于650 MPa,且总伸长率达到35%,具有优异的综合力学性能. Nb微合金化,将本实验所研究的高Al冷轧TRIP钢的最优贝氏体区等温温度由400 ℃左右扩大到370～400 ℃,提高了生产的工艺稳定性.     

退火时间对冷轧中锰TRIP钢组织和力学性能的影响

采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机模拟分析了退火时间对中锰TRIP钢0.1C-7Mn组织性能的影响规律.利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和X射线能量色散谱等研究了不同工艺下制备的0.1C-7Mn钢的微观组织和成分,利用X射线衍射法测量了残留奥氏体量,利用拉伸试验测试了其力学性能.0.1C-7Mn钢在650℃保温3 min退火后获得最佳的综合力学性能,其强度为1329 MPa,总延伸率为21.3%,强塑积为28 GPa·%.分析认为,0.1C-7Mn钢的高塑性是由亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体共同提供的,而高强度是由退火冷却过程中奥氏体转变的马氏体和拉伸变形过程中TRIP效应转变的马氏体的强化作用造成的.     

Fe-8/11Mn-4Al-0.2C钢的力学性能及应变硬化行为

对Fe-8Mn-4Al-0.2C(8Mn)和Fe-11Mn-4Al-0.2C(11Mn)实验钢进行不同温度的淬火热处理,实现奥氏体体积分数和稳定性的最优化.通过拉伸实验可得,8Mn钢和11Mn钢在淬火温度为750℃时,获得最佳的力学性能组合,即强塑积为46.4 GPa%和66.9 GPa%.8Mn-750试样和11Mn-750试样在拉伸过程中表现出相同的三阶段应变硬化行为.通过XRD测定变形过程中奥氏体体积分数的变化,研究发现TRIP效应主要发生在变形的第二和第三阶段.11Mn-750试样由于具有更高的奥氏体含量、转变量和稳定性,使得其塑性远远高于8Mn-750试样.     

薄板坯连铸连轧工艺制备TRIP钢的力学性能与组织

在实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧工艺试制了C-Si-Mn系TRIP钢.拉伸实验表明,实验钢的抗拉强度为610MPa,屈服强度为430MPa,屈强比为0.70,总延伸率为28.4%.组织观察发现,试样组织为铁素体 贝氏体 残余奥氏体的三相组织,实验钢中残余奥氏体的平均含量为5.8%.     

退火时间对中锰热轧TRIP钢组织演变的影响

为了研究热轧Fe-6Mn-3Al TRIP钢组织演变和力学性能,对实验钢采用淬火+不同时间退火(ART)的热处理工艺.研究发现,随着退火时间的增加,奥氏体晶粒尺寸增大、稳定性降低,冷却过程中部分奥氏体相变为马氏体;其中退火10 min后,实验钢性能最优,其残余奥氏体体积分数能达到50.3%,抗拉强度765 M Pa,总延伸率达到49.1%;拉断后实验钢中的奥氏体含量减少,马氏体含量增加,其中,退火10 min后的实验钢TRIP效应最为明显,奥氏体体积分数由变形前的50.3%降低到变形后的11%,奥氏体转化率为78%.     

消除TRIP钢屈服平台的预拉伸实验及微观机理

含铬高硅TRIP钢室温变形时通常具有较长的屈服平台,在成型过程中零件表面容易出现褶皱等缺陷.为了解决这个问题,采用预拉伸实验研究了不同预拉伸变形量对TRIP钢屈服平台的影响,并且对拉伸前后的TRIP钢试样做了TEM透射分析以期找出形成屈服平台的机制.实验表明:随着预拉伸量增加,屈服平台长度减少,当预变形量达到1.0%时屈服平台消失;在相同预拉伸条件下,奥氏体越稳定,屈服平台越短;柯氏气团和奥氏体的应力松弛机制共同对TRIP钢屈服平台的形成起作用.     

新一代热轧TRIP钢的研究

对热轧后等温淬火的热轧Si-Mn TRIP钢进行了研究,通过对该钢的组织性能检测,讨论了其相变诱发塑性(TRIP)机制.结果表明:热轧Si-Mn TRIP钢中发生了残余奥氏体的应变诱导马氏体相变,表现出抗拉强度和总延伸率的良好配合.残余奥氏体的稳定性随等温保温时间的增加而增加,进一步增加等温时间则又使残余奥氏体稳定性降低.等温25 min时力学性能最佳,抗拉强度、总延伸率和强韧性平衡分别达到了774 MPa,33%和25 542 MPa%的最高值.     

形变温度对高锰TRIP/TWIP钢拉伸性能和组织的影响

研究合金成分为18Mn-0.15C-3Si-3Al的高锰TRIP/TWIP钢(18Mn钢)在-40～200℃范围内的拉伸变形行为,分析形变温度对其拉伸性能、相组成和显微组织的影响.采用EBSD取向成像分析方法着重研究了(111)取向的奥氏体晶粒在拉伸过程中的相组成变化.结果表明,随着形变温度的升高,18Mn钢的抗拉强度和延伸率大体上呈降低趋势,TRIP效应很快消失,形变孪晶和位错滑移取代马氏体相变成为主要的形变机制,即奥氏体晶粒内形变机制的变化为:α＇-M相变→ε-M相变→形变孪晶→位错滑移.18Mn钢中较硬的铁素体在形变过程中能提高材料的加工硬化率,但同时也会引起低温脆性.     

热轧组织对高强度冷轧TRIP钢力学性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、拉伸试验等方法研究了热轧组织对含Al冷轧TRIP钢热处理后组织与力学性能的影响.通过不同轧后冷却方式得到三种不同的热轧组织:组织细小的F+P+B试样;F+B试样;F+P试样.热轧组织细小的试样热处理后含有较多的粒状贝氏体和较少的残余奥氏体组织,强度最高达到996MPa,延伸率为20.8%.另两种试样组织为多边形铁素体、粒状贝氏体以及较多的残余奥氏体组织.F+B试样延伸率可达29.4%,强塑积为26 812.8 MPa·%.F+P试样热处理后带状组织的危害不易消除.     

含钒超细晶双相钢的细化机制

利用铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织结合冷轧和连续退火的方法达到了细化晶粒的目的,通过这种方式制备的双相钢中有63.8%的铁素体晶粒尺寸分布于0.5～1μm,有53%的马氏体晶粒尺寸分布于0.5～1μm.针对该现象研究了基于铁素体+马氏体+贝氏体初始显微组织含钒超细晶双相钢的晶粒细化机制.分析认为,细化机制主要有三个方面:第一是形变对显微组织的细化,包括为了得到铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织而进行的热轧和冷轧;第二是冷轧态显微组织的再结晶和快速奥氏体化;第三是钒的析出物阻碍奥氏体的长大.     

形变过程中TRIP效应的相变热动态研究

采用拉伸与测温试验同时进行的方法,将应力应变曲线与热能曲线相结合,动态研究热轧TRIP钢拉伸过程中的相变热.研究表明:热轧TRIP钢在拉伸过程中材料增加的热能由部分转变的塑性功和马氏体相变热组成,因此,拉伸过程中实际测得的试样热能高于由塑性功转变的热能.利用平均综合热能损失系数对低速拉伸的TRIP钢的热能进行补充,通过计算与推导,证实了试样在刚进入塑性变形时,一定数量的较不稳定残余奥氏体首先集中发生马氏体相变,随着应变的进一步加大,剩余的较稳定的残余奥氏体根据其稳定情况发生马氏体相变的数量逐渐减少,在试样均匀延伸结束前绝大部分残余奥氏体已转变为马氏体.结合相变热变化可动态描述热轧TRIP钢形变过程中马氏体相变的情况.     

退火温度对退火马氏体基TRIP钢显微组织和力学性能的影响

将C-Si-Mn系TRIP钢通过完全淬火和两相区退火相结合的工艺,得到一种以退火马氏体为基体的TRIP钢(简称TAM钢),并对比分析了TAM钢在不同温度退火后的显微组织和力学性能.结果表明,TAM钢经退火后的显微组织特征为精细规整的板条退火马氏体基体、片状残余奥氏体和贝氏体/马氏体组成的混合组织.这种组织降低了基体的硬度以及基体和第二相之间的强度比,减少了基体的位错密度.随着退火温度的提高,退火马氏体基体的板条形态逐渐消失,新生马氏体/贝氏体的团状混合组织逐渐增多.当退火温度为780℃时,综合力学性能优异,抗拉强度为1130 MPa,延伸率可达20%,强塑积为22600 MPa·%.当退火温度较低时,残余奥氏体主要以片状存在于退火马氏体板条间,有利于TRIP效应的发生.