C和Mn元素配分行为对冷轧中锰TRIP钢组织性能的影响

采用冷轧+两相区温轧退火（CR+WR+IA）热处理工艺，研究了两相区退火时间对超细晶铁素体与奥氏体中组织形貌演变、C和Mn元素配分行为以及力学性能的影响。结果表明，冷轧试验钢经两相区形变退火处理后，获得了由铁素体、残余奥氏体或新生马氏体组成的超细晶复相组织。在645℃随退火时间的延长，形变马氏体向逆相变奥氏体配分的C、Mn元素增多，C、Mn元素富集位置增加，同时富Mn区形变马氏体回复再结晶现象明显；伴随少量碳化物溶解，试验钢的屈服强度由741持续降低到325MPa。两相区退火10min时，试验钢力学性能最佳，此时抗拉强度达到最大值1141MPa，断后伸长率及均匀伸长率分别为236%和181%，强塑积达到26928MPa·%。     

0.1C-5Mn钢两相区退火后的残余奥氏体与力学性能

通过ART(奥氏体逆相变)热处理工艺,研究了两相区退火温度对0.1C-5Mn钢中残余奥氏体与力学性能的影响。采用SEM、XRD、室温拉伸等分析测试手段,表征了试验钢组织形貌、亚稳奥氏体含量以及力学性能。结果表明,试验钢经ART工艺处理后,室温组织主要由铁素体与残余奥氏体组成;随退火温度升高,试验钢中出现碳化物析出与再溶解,同时板条状形变马氏体回复多边化形成等轴铁素体,颗粒状奥氏体过冷转变为板条状和块状马氏体;630、645、660℃退火1h试样中奥氏体体积分数相近,分别为18.4%、19.5%、18.8%,随温度升高,奥氏体含量骤降,大量逆相变奥氏体转变为马氏体;综合不同退火温度,表明试验钢经660℃退火可获得最佳的综合力学性能。     

7.9Mn-1.4Si-0.07C钢高强韧机理研究

通过热轧、温轧、奥氏体化、两相区退火处理得到7.9Mn-1.4Si-0.07C钢板,该材料的拉伸强度及塑性随奥氏体化温度不同而具有显著差异.奥氏体化温度降低,室温下奥氏体含量升高,综合力学性能提高.当奥氏体化温度由900℃降低为800℃时,所得到钢板的奥氏体体积分数由15%增加到28%,拉伸强度由1 150 MPa提高到1 340 MPa,塑性由21%提高至27%.实验钢优异的力学性能源于其中大量的超细铁素体及奥氏体,细晶强化使其具有超高强度,铁素体基体及变形过程中奥氏体向马氏体相变提供了良好的塑性.基体组织中的位错强化,形变诱导马氏体转变的TRIP效应等是增强该钢板加工硬化能力的主要因素.     

800～1200 MPa级超高强冷轧双相钢的组织与性能

在实验室试制了800~1200 MPa级超高强冷轧双相钢。DP800和DP1000的热轧组织为铁素体+珠光体,DP1200为铁素体+珠光体+贝氏体复相组织。热轧板经过冷轧和退火后呈现典型的双相钢组织特征,力学性能可以达到相应强度级别的要求。DP800和DP1000马氏体体积分数小于50%,铁素体相为基体;DP1200马氏体体积分数超过50%,马氏体转变为基体相。最后对退火板各力学性能之间的关系进行了对比分析。     

淬火碳配分工艺下贝氏体/铁素体复相钢的组织和性能

采用SEM、TEM、EPMA、XRD、室温拉伸等实验手段,对两相区保温-贝氏体区淬火配分(IQPB)工艺下不同淬火碳配分温度和时间热处理后的组织和性能进行研究。结果表明,实验用钢经IQPB工艺处理后,室温组织主要由铁素体+贝氏体+残余奥氏体组成。两相区保温后,C、Mn元素在马氏体(原奥氏体)中富集,其含量分别为基体平均值的1.47倍和1.16倍。随淬火配分温度降低,贝氏体体积分数增加,组织细化,马氏体/奥氏体小岛数量增多。随着配分温度升高及配分时间增加,实验钢室温组织中残余奥氏体含量增加,抗拉强度降低,断后伸长率提高,加工硬化行为持续发生。综合不同配分温度和时间,400℃淬火进行10min配分处理时,抗拉强度达1 107MPa,伸长率达24%,此时强塑积可达26 568MPa·%。     

1000MPa级微合金化冷轧双相钢退火工艺及强韧化机制

采用连续退火模拟试验机研究连续退火工艺中两相区退火温度对高强冷轧DP1000钢的组织性能的影响规律,并利用扫描电镜、透射电镜及拉伸试验机进行了显微组织及力学性能检测。结果表明,试验钢的A_(c1)为708℃,A_(c3)为854℃。760℃时铁素体、马氏体呈条带状交替分布,恶化了其伸长率;在830℃马氏体沿铁素体晶界分布,并伴随少量的新生铁素体生成。铁素体体积分数由760℃的43.2%减少到830℃的25.2%,从而塑韧性显著下降。试验钢屈服强度与抗拉强度均随退火温度的升高而提升,而伸长率呈现先升高后降低的趋势。在790℃退火时强韧化效果最好,此时组织为细小均匀的铁素体和马氏体,马氏体均匀分布于铁素体基体中,其抗拉强度为1 097.3 MPa,屈服强度为592.7 MPa,断后伸长率为12.6%,屈强比为0.54,强塑积达13.826 GPa·%。     

热处理工艺对钒微合金化冷轧TRIP钢组织性能影响研究

采用盐浴热处理方法配合性能检测及显微组织分析方法研究了热处理工艺对含钒冷轧TRIP钢组织性能的影响,结果表明试验钢在所采用的热处理工艺下其抗拉强度均达到700 MPa,且在780℃×60 s+400℃×180 s工艺下获得最佳综合性能,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、强塑积分别为514 MPa、738 MPa、29%、21 402 MPa·%;随着两相区退火温度的升高,两相区奥氏体所占的体积分数也越高,使最终组织中贝氏体及马氏体等强化相含量增多,造成试验钢强度上升、塑性下降;钒在试验钢中对残余奥氏体的积极作用并未体现,可能与退火时间较短和贝氏体区等温时钒碳(氮)化物重新析出消耗残余奥氏体中碳原子造成其含量及稳定性下降有关。     

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.      

预处理组织对低碳钢IQ&P工艺下组织及性能影响

采用γ单相区和γ+α双相区轧制并淬火工艺以及双相区再加热-淬火-碳配分(IQ&P)工艺,研究预处理组织对低碳钢室温状态多相组织特征及力学性能的影响规律.实验用低碳钢经两种工艺轧制并淬火处理,获得马氏体和马氏体+铁素体的预处理组织,再经双相区IQ&P工艺处理后均获得多相组织.马氏体预处理钢的室温组织由板条状亚温铁素体、块状回火马氏体以及一定比例的针状未回火马氏体和8.2%的针状残余奥氏体组成;马氏体+铁素体预处理钢由板条状亚温铁素体、块状和针状未回火马氏体以及14.3%的短针状或块状残余奥氏体组成.在相同的双相区IQ&P工艺参数下,预处理组织为马氏体的钢抗拉强度为770 MPa,伸长率为28%,其强塑积为21560 MPa·%;而预处理组织为马氏体+铁素体的钢抗拉强度为834 MPa,伸长率增大到36.2%,强塑积达到30190 MPa·%,获得强度与塑性的优良结合.      

两相区退火处理含铝中锰钢的组织和力学性能

 为了研究两相区退火处理对冷轧含铝中锰钢(0.2C-0.6Si-5Mn-1.2Al)(质量分数,%)微观组织和力学性能的影响规律,利用SEM、XRD及单轴拉伸等试验方法表征了不同工艺状态后的微观组织及测试了拉伸性能。结果表明,冷轧试验钢在退火过程中组织发生奥氏体逆转变,在退火温度为670 ℃、退火时间为10 min时可获得较佳的力学性能,即抗拉强度达到1 276 MPa,总伸长率达到51.8%,强塑积高达66.1 GPa·%。随着退火温度升高,残余奥氏体组织逐渐粗化且向马氏体组织转变,机械稳定性逐渐降低。残余奥氏体机械稳定性主要受残余奥氏体中碳质量分数及其晶粒尺寸的影响,而残余奥氏体中锰质量分数对其影响较小。     

贝氏体等温时间对超高强冷轧相变诱导塑性钢组织性能的影响

将C-Si-Mn钢加热至800℃保温120 s后,分别快速冷却至350℃保温100~1 000 s以模拟贝氏体等温转变工艺。通过扫描电镜(SEM)和拉伸测试的方法研究了贝氏体等温时间对超高强冷轧相变诱导塑性钢(TRIP钢)微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,冷轧TRIP钢的微观组织由铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。贝氏体和残余奥氏体形成于等温转变阶段,而马氏体形成于等温后的终冷阶段。随着贝氏体等温时间增加,促进了过冷奥氏体向贝氏体转变,固溶C原子充分向剩余奥氏体中富集。因此,过冷奥氏体中的平均碳含量增加,使得冷轧TRIP钢残余奥氏体分数提高,马氏体体积分数下降。贝氏体等温时间由100 s延长至1 000 s时,冷轧TRIP钢屈服强度由596 MPa提高至692 MPa,抗拉强度由1 455 MPa降低至1 138 MPa,屈强比由0.41提高至0.61,伸长率(A80)由6.3%提高至18.9%。贝氏体等温时间为1 000 s时,冷轧超高强TRIP钢具有优良的综合力学性能,最大强塑积达到21 510 MPa·%。     

晶粒细化对奥氏体不锈钢高温力学性能的影响

摘要：对粗晶201LN奥氏体不锈钢采用60%冷变形结合700℃退火120s工艺制备超细晶奥氏体不锈钢,研究晶粒细化对奥氏体不锈钢高温力学性能的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射技术对粗晶和超细晶奥氏体钢进行了组织表征,并使用万能试验机测试20和650℃环境下力学性能。结果显示粗晶奥氏体不锈钢经过冷变形结合退火工艺处理,平均晶粒尺寸由18μm细化为0.9μm,屈服强度由383MPa提高到704MPa,而伸长率由63.8%下降到46.3%,表明晶粒细化能有效提高奥氏体不锈钢屈服强度的同时较小损害塑性,TEM证实其形变机制均为形变诱导马氏体和孪生协同作用。当温度由20℃提高到650℃时,粗晶奥氏体不锈钢屈服强度和伸长率分别下降到180MPa和28.1%,超细晶奥氏体不锈钢屈服强度和伸长率分别为384MPa和24.2%。这表明在650℃高温环境下细晶强化作用仍然有效,粗晶和超细晶奥氏体不锈钢也有较好的塑性,其形变机制分别变为位错滑移和位错滑移+层错+孪生。     

C Si Mn Cr Nb钢双相组织性能的柔性控制

 根据C Si Mn Cr Nb试验钢的双道次变形和分段冷却热模拟试验结果,进行了试验钢控轧控冷试验,分析了工艺参数对试验钢组织和性能的影响,获得了具有不同力学性能的铁素体+马氏体或铁素体+贝氏体双相组织。结果表明,试验钢两段轧制分段冷却后550 ℃卷取获得铁素体+马氏体双相组织,屈服强度415 MPa,抗拉强度710 MPa,伸长率23.0％,屈强比0.59。500 ℃卷取得到铁素体加粒状贝氏体双相组织,与550 ℃卷取相比,屈服强度升高35 MPa,抗拉强度降低45 MPa,伸长率略微降低。     

临界退火温度对中锰TRIP钢组织和性能的影响

采用淬火热膨胀仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和拉伸试验机对0.2C-5Mn TRIP钢临界区相变行为、微观组织及力学性能进行了研究,并运用Factsage软件对0.2C-5Mn TRIP钢在临界区的相变热力学进行了计算,在此基础上讨论了临界区相变过程的特点。研究结果表明,临界区逆转奥氏体含量随着临界退火温度的升高而逐渐增加,逆转奥氏体中碳含量先增加后减少,Mn含量逐渐下降,逆转奥氏体热稳定性也逐渐下降。当临界退火温度为700℃时,在冷却过程中发生明显的马氏体相变;随着临界退火温度增加,渗碳体逐渐溶解,但由于相变时间较短,渗碳体无法完全溶解;当临界退火温度为600~675℃时,临界退火后的微观组织由铁素体、渗碳体和残余奥氏体构成。当临界退火温度为700℃时,临界退火后的组织由铁素体、残余奥氏体、马氏体以及少量未溶解的渗碳体构成;随着临界退火温度的升高,实验钢的工程应力-应变曲线变化显著,在675℃退火3min后获得最佳的力学性能,抗拉强度为1 138MPa,断后伸长率为23%。     

780MPa级热镀锌用TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了热镀锌用高强TRIP钢的退火工艺对性能的影响和组织演变规律.结果表明:实验用钢可获得780.00MPa以上的抗拉强度和24.00%以上的断后延伸率;两相区加热温度和贝氏体保温时间对钢的力学性能具有显著影响,两相区加热温度为850℃,贝氏体保温时间为30s时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能;在贝氏体中温相变后,仍有部分亚稳奥氏体(碳含量较低)在后续冷却过程中发生马氏体相变,从而导致钢退火后的微观组织由铁素体、贝氏体、残余奥氏体和马氏体组成.     

热处理工艺对膨胀管组织和力学性能的影响

采用两相区热处理工艺研究了膨胀管用低碳中锰钢组织演变规律和力学性能。结果表明:采用两相区热处理工艺的低碳中锰钢组织为回火索氏体+富碳马氏体/贝氏体+少量铁素体的复相组织+残余奥氏体,残余奥氏体分布在原奥氏体晶界上和马氏体/贝氏体板条界上,残余奥氏体主要通过临界淬火富集C和Mn元素达到稳定,室温下稳定的残余奥氏体含量最高可达12%。由于残余奥氏体的应变诱导塑性(TRIP)效应,低碳中锰钢具有良好的塑性,断后总延伸率高于40%,均匀延伸率高于20%。     

初始组织对22MnB5两相区加热奥氏体化热力学的影响

研究了不同初始组织对两相区退火过程中奥氏体化热力学的影响;对比了初始组织分别为马氏体和铁素体+珠光体两种组织的22Mn B5冷硬板,经相同温度区间不同均热温度的膨胀曲线、金相组织和力学性能。结果表明:初始组织为马氏体比初始组织为铁素体+珠光体,达到相同体积分数的奥氏体组织,所需的均热温度更低,800℃均热温度时奥氏体化率达到90%,820℃均热温度时抗拉强度大于1 400 M Pa;初始组织为铁素体+珠光体时,820℃均热温度时奥氏体化率达到90%,840℃均热温度时抗拉强度大于1 400 MPa。随均热温度的进一步升高,初始组织对奥化体化热力学的影响逐渐减弱。     

Fe-20Mn-0.6C TWIP钢力学性能和微观组织的演变

 研究一种Fe-Mn-C系新型TWIP钢的力学性能和微观变形机制。采用静态拉伸方法测试Fe-20Mn-0.6C钢在热轧和冷轧及热处理后的力学性能,通过金相、X-射线衍射、透射电镜观察等方法研究该钢的微观组织演变。结果表明：试验钢经过热轧后,表现出优异的综合力学性能,伸长率高达100%,抗拉强度达到924MPa。将热轧钢板经过适量冷轧后其抗拉强度提高到1210MPa。 热轧态组织为等轴的奥氏体基体及退火孪晶,拉伸变形后其微观组织中孪晶密度显著增加,晶粒内由一套孪晶系逐渐演化为两套孪晶系,而且因变形诱导马氏体相变产生大量马氏体组织。     

980MPa级冷轧双相钢组织性能研究

为研究980 MPa级C-Si-Mn-Nb系冷轧双相钢组织性能,在试验室冶炼该钢并采用临界区保温+两段式冷却+过时效处理的工艺进行热处理。研究表明,试验钢的屈服强度为476 MPa,抗拉强度为1 021 MPa,伸长率为15%,n值为0.29;试验钢热轧组织为(F+P),铁素体晶粒尺寸约为3.3μm;退火组织为(F+M),马氏体体积分数约为63%。微合金元素Nb的添加,起到细晶强化和析出强化的作用。与热轧组织相比,连续退火板带状组织得到明显改善,试验钢表现出良好的强韧性匹配。     

两相区位错增殖对低碳贝氏体/铁素体复相钢组织和性能的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、室温拉伸等手段, 通过两相区保温-淬火(IQ)、两相区形变后保温-淬火(DIQ)、两相区保温-淬火-配分-贝氏体区等温(IQ&PB)及两相区形变后保温-淬火-配分-贝氏体区等温(DIQ&PB)热处理工艺, 研究高温形变对室温组织、性能、残余奥氏体稳定性的综合影响作用.结果表明, 经15%的压缩形变后铁素体中位错密度由0.290×1014增加至1.286×1014 m-2, 马氏体(原奥氏体)中C、Cu元素富集浓度提高, 高温形变产生位错增殖对元素配分有明显促进作用.DIQ&PB工艺下, 形变后贝氏体板条尺寸变短且宽度增加0.1 μm左右, 贝氏体转变量较未变形时增加14%, 多边形铁素体尺寸明显减小.力学性能方面, 两相区形变热处理后抗拉强度增加132.85 MPa, 断后伸长率增加7%, 强塑积可达25435 MPa·%.形变后残余奥氏体体积分数由7.8%提高到8.99%, 残余奥氏体中碳质量分数由1.05%提高到1.31%.