配分时间对低碳热轧F-Q&P钢组织性能的影响

基于合金减量化原则,热轧后采用以超快冷技术为核心的两相区弛豫-淬火配分(F-QP)工艺技术,借助OM、SEM、TEM、XRD和室温拉伸等试验手段,研究了配分时间对试验钢组织性能的影响。研究表明:随着配分时间延长,铁素体体积分数逐渐增加,残余奥氏体含量先增加后降低,马氏体的体积分数逐渐减小;抗拉强度降低,伸长率增加,强塑积增加,屈强比较低为0.55～0.60,n值较高为0.14～0.18。配分时间对各相的体积分数、形貌、分布和析出行为有影响。30 s配分的试验钢,组织中较多的细长条马氏体、细小铁素体和薄片状残余奥氏体提高了材料的位错密度和均匀变形能力,表现出最优的综合性能。     

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·%。     

一次淬火马氏体对Q&P钢组织和性能的影响

 研究了一次淬火马氏体对低合金钢经淬火和配分(Quenching and Partitioning,Q&P)工艺后微观组织和单轴拉伸性能的影响,用扫描电镜进行微观组织表征,用X射线法测量残留奥氏体量。试验结果表明,随着一次淬火马氏体比例的增加,二次淬火马氏体的尺寸和数量逐渐减少,残留奥氏体体积分数呈先增加后减少的趋势,一次淬火马氏体体积分数为40%时获得最大残留奥氏体体积分数为16.92%。一次淬火马氏体体积分数为30%～70%时试验钢获得了较高的塑性和强塑积,马氏体基体为钢提供了高强度,残留奥氏体在变形过程中的TRIP效应提高了钢的塑性。     

冷轧TRIP590钢带的成分优化

 化学成分和热处理工艺是影响TRIP钢力学性能的关键因素。通过热模拟试验方法研究了不同成分试验钢在临界区退火过程中的微观组织变化规律。结果表明：随着两相区退火温度的升高,铁素体平均晶粒尺寸逐渐减小,铁素体体积分数随着加热温度的升高而降低;残余奥氏体量和其中的C质量分数先随着退火温度的升高而降低,达到一个低谷以后,再随退火温度的升高而升高;在相同的退火温度下,随着Nb的加入,多边形铁素体晶粒尺寸细化,铁素体体积分数逐渐减少;既加Nb又高Si的试验钢钢中残奥数量最多,不加Nb的试验钢中残奥数量最少。TRIP钢试制结果表明,钢带组织类型为典型的TRIP钢组织,多边形铁素体平均晶粒尺寸约8μm,体积分数67%,残余奥氏体体积分数为5.58%,残余奥氏体中C质量分数为1.34%,同时,力学性能也完全满足TRIP590的性能要求。     

临界热处理对中碳 Q&P 钢组织与性能的影响

摘要：对中碳钢采用Q&P（淬火 碳分配）和I&QP（临界热处理,淬火 碳分配）热处理工艺,通过对试样的显微组织,残余奥氏体的体积分数及其碳含量,硬度及其拉伸性能进行分析,研究了临界加热对中碳Q&P钢组织和性能的影响。实验结果表明,经临界热处理的Q&P钢组织中,除了马氏体和残余奥氏体,还存在部分铁素体,同时残余奥氏体的体积分数较少,马氏体板条更加细小。在相同的碳分配时间下,I&QP试样的硬度和抗拉强度都比Q&P试样低,但由于I&QP试样中软相铁素体的存在以及残余奥氏体能发挥更好的TRIP效应,使得临界热处理的实验钢的伸长率更高,加工硬化指数增加,强塑积更大。     

一种Fe-C-Si-Mn-Cr-Mo钢碳配分行为对组织的影响

 利用Formastor-FⅡ全自动相变仪模拟研究了一种Fe-0.24C-0.3Si-1.0Mn-0.56Cr-0.17Mo（质量分数,%）钢在冷却过程中的碳配分行为及其对马氏体和残余奥氏体的影响,用扫描电镜、透射电镜进行微观组织表征,用X射线衍射法和电子背散射衍射法测定残余奥氏体体积分数。结果表明,试验钢分别经末段慢冷和直接快冷工艺冷却后均获得马氏体＋残余奥氏体两相组织,其中直接快冷工艺所得马氏体相对杂乱,尺寸较小,残余奥氏体体积分数较少;而末段慢冷工艺所得马氏体板条较长,且发生了碳的配分,残余奥氏体体积分数较多,以薄膜状分布在马氏体板条间,板条内部含有高密度位错。     

含钛中锰钢淬火-配分组织及力学性能

 为了研究淬火-配分含钛中锰钢的组织与力学性能,借助扫描电子显微镜,透射电子显微镜、电子背散射衍射技术与万能拉伸试验机、磨粒磨损试验机等,分析与测试了含钛中锰钢在165~240 ℃淬火380 ℃配分处理后组织、强度、塑性与磨粒磨损性能。结果表明,试验钢淬火-配分组织主要为板条状一次马氏体、块状二次马氏体及残余奥氏体,同时含有大量微米级TiN和纳米级(Ti,Mo)C及TiN-(Ti,Mo)C复合析出相。190 ℃淬火380 ℃配分后残余奥氏体体积分数最高为12.5%。试验钢不同温度淬火与配分后屈服强度均大于1 000 MPa,抗拉强度均大于1 500 MPa,硬度从482.5HV增大到542.2HV,伸长率范围为9.2%~14.5%,在165~190 ℃淬火-配分处理后其抗磨粒磨损性能优于220~240 ℃淬火-配分钢。磨损机制主要是塑性变形和疲劳破坏,磨损过程中残余奥氏体发生应变诱导马氏体相变(TRIP)效应,析出相颗粒阻断基体塑性变形过程犁沟的前进和刮削行为,含钛中锰钢通过淬火-配分引入一定体积分数的残余奥氏体,有利于提高钢的强塑性与抗磨损性能。结合力学性能指标,含钛中锰钢最佳淬火-配分工艺为900 ℃奥氏体化30 min,190 ℃淬火,380 ℃配分10 min。     

含铌冷轧DP780钢的连退工艺对组织及性能的影响

 通过成分工艺优化,在传统冷轧铁素体和马氏体双相钢DP780的显微组织上引入了一定体积分数的残余奥氏体,研究了冷轧退火工艺参数对双相钢DP780的显微组织和力学性能的影响。通过调整连续退火工艺来控制显微组织中一次铁素体、二次铁素体、马氏体、残余奥氏体的比例、尺寸、形貌、分布,同时获得了连退工艺参数-显微组织-力学性能的本质关系。结果表明,通过在传统冷轧铁素体和马氏体双相钢的组织上引入了体积分数为5%～7%的残余奥氏体,不仅可以获得[ReL/Rm≤0.5]的超低屈强比型冷轧DP780,也改善了成型性能。     

1.6 GPa级中碳高强贝氏体钢残余奥氏体调控机理

 为了研究中碳高强贝氏体钢中的残余奥氏体体积分数在不同等温情况下的变化规律,通过X射线衍射试验、热模拟试验和扫描电子显微镜观察等,分析了等温淬火条件对中碳高强贝氏体钢中残余奥氏体体积分数和组织的影响。结果表明,最终残余奥氏体的体积分数受贝氏体相变和马氏体相变的共同影响。贝氏体相变量决定了未转变奥氏体的体积分数及其化学稳定性,从而影响随后的马氏体相变量及最终残余奥氏体体积分数。此外,随着相变温度的升高,开始由于贝氏体相变量逐渐减少,残余奥氏体体积分数先增加(300~350 ℃),随后由于马氏体相变量增加,残余奥氏体体积分数减少(350~400 ℃)。     

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 MPa持续降低到325 MPa。两相区退火10 min时,试验钢力学性能最佳,此时抗拉强度达到最大值1 141 MPa,断后伸长率及均匀伸长率分别为23.6%和18.1%,强塑积达到26.928 GPa·%。     

相变时间对CSP热轧TRIP钢组织和性能的影响

利用OM、SEM、XRD、EBSD和室温拉伸试验机等研究了CSP热轧TRIP钢中间缓冷时间及贝氏体等温时间对组织和力学性能的影响。结果表明,随着中间缓冷时间的延长,试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;抗拉强度基本不变,屈服强度逐渐降低,断后伸长率和强塑积变化不明显。中间缓冷时间为6 s时,可满足CSP产线的要求。对贝氏体相变时间的研究表明,当等温时间为15 min时,试验钢中的残余奥氏体主要分布于铁素体/铁素体界面、铁素体/贝氏体界面以及贝氏体中,体积分数约为7.1%,表现出良好的TRIP效应。其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和强塑积分别达到744.0 MPa、522.5 MPa、29.3%和21.8 GPa·%,力学性能最优。当等温时间延长至50 min时,试验钢中的贝氏体含量增加,残余奥氏体体积分数减少至2.7%,强塑积明显下降。     

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.      

Multiphase microstructure and property of low carbon bainite/ferrite steel by quenching and carbon partitioning

The multiphase microstructure and properties of low carbon steel by IQ&PB process under different partitioning temperatures and time were studied by means of SEM, EPMA, XRD and tensile testing. Results show that the microstructures of experimental steel consist of ferrite, bainite and retained austenite. With the increase of the holding time in two- phase region, the C and Mn contents apparently increase in martensite which transformed from austenite, and C and Mn content are 1. 47 times and 1. 16 times than average value of the base. With the decrease of the quenching and partitioning temperature, the volume fraction of the bainite increases, the microstructure is refined, and the content of M/A islands increases. With the temperature and time increased, the volume fraction of retained austenite at room temperature increases, the tensile strength decreases, the total elongation increases, and work hardening behavior occurrs continuously. When the partitioning time is 30min and the partitioning temperature is 400??, the tensile strength of the steel is 1107MPa, the elongation is 24%, the product of strength and elongation reaches above 26568MPa??%.     

常化后冷却工艺对1600MPa级超高强钢组织性能的影响

为改善高强度钢的塑性和韧性,对中碳低合金马氏体高强度钢分别采用常化后空冷＋回火和常化后控冷＋回火工艺,研究常化后冷却工艺对钢中残余奥氏体及力学性能的影响.采用扫描电镜获得钢的组织形态,利用X射线衍射和电子背散射衍射技术分析钢中残余奥氏体的体积分数、形貌和分布.发现两种工艺下均得到板条马氏体＋残余奥氏体组织,残余奥氏体均匀分布在板条之间,随工艺参数不同,其体积分数在3%~10%变化.常化后加速冷却能显著细化马氏体板条,提高钢的屈服强度和抗拉强度100 MPa以上,冲击功下降4 J.残余奥氏体的体积分数随常化控冷终冷温度的升高呈现先升高后降低的变化,常化后的控制冷却也可以作为进一步改善马氏体类型钢组织和性能的方法      

回火时间对Fe-0.39C-3.69Mn中锰钢的组织和力学性能的影响

摘要：初始组织为片层珠光体的Fe-0.39C-3.69Mn（wt.%）钢板被快速加热到730℃保温90s后淬火至室温,获得包含13.2%残余奥氏体的板条马氏体组织。借助SEM、TEM、XRD和单向拉伸力学测试等试验手段,研究了在200℃回火时不同保温时间对微观组织和力学性能的影响,特别是对残余奥氏体体积分数和稳定性的影响。结果表明,随回火时间的增加,过渡碳化物逐渐增多并粗化,残余奥氏体含量先减少后不变;硬度、强度和均匀伸长率均逐渐降低,但断后伸长率由于马氏体回复而有所增加。片状残余奥氏体由于富Mn而具有较高稳定性,在200℃长时间回火后基本不发生分解。回火15min后获得最佳的综合力学性能,其屈服强度为1544MPa,抗拉强度为2031MPa,断后伸长率为10.1%。     

Mechanical Property and Microstructural Characterization of C-Mn-Al-Si Hot Dip Galvanizing TRIP Steel

 Mechanical properties and microstructure in high strength hot dip galvanizing TRIP steel were investigated by optical microscope (OM), transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD), dilatometry and mechanical testing. On the heat treatment process of different intercritical annealing (IA) temperatures, isothermal bainitic transformation (IBT) temperatures and IBT time, this steel shows excellent mechanical properties with tensile strength over 780 MPa and elongation more than 22%. IBT time is a crucial factor in determining the mechanical properties as it confirms the bainite transformation process, as well as the microstructure of the steel. The microstructure of the hot dip galvanizing TRIP steel consisted of ferrite, bainite, retained austenite and martensite during the short IBT time. The contents of ferrite, bainite, retained austenite and martensite with different IBT time were calculated. The results showed that when IBT time increased from 20 to 60 s, the volume of bainite increased from 14.31% to 16.95% and the volume of retained austenite increased from 13.64% to 16.28%; meanwhile, the volume of martensite decreased from 7.18% to 1.89%. Both the transformation induced plasticity of retained austenite and the hardening of martensite are effective, especially, the latter plays a dominant role in the steel containing 7.18% martensite which shows similar strength characteristics as dual-phase steel, but a better elongation. When martensite volume decreases to 1.89%, the steel shows typical mechanical properties of TRIP, as so small amount of martensite has no obvious effect on the mechanical properties.     

1300 MPa级Nb微合金化DH钢的组织性能

设计了不同相构成的超高强DH钢,抗拉强度均大于1300 MPa,组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体和极少量碳化物构成。对比了不同相构成对超高强DH钢力学性能和应变硬化行为等的影响,并深入研究了残留奥氏体在超高强度DH钢中的作用机制。结果表明:随着马氏体和残留奥氏体体积分数的增大,铁素体体积分数的减小,实验钢屈服和抗拉强度同时升高,而延伸率呈先增大后减小趋势。软韧相铁素体体积分数的减小和硬相马氏体体积分数的增大导致屈服强度和抗拉强度增加。相对于回火马氏体,淬火马氏体对强度的提升更显著,在拉伸过程中转变的残留奥氏体的量是引起延伸率变化的主要原因,组织中显著的带状组织会造成颈缩后延伸率的明显降低。通过对应变硬化行为的分析表明,随着真应变的增大,应变硬化率呈减小的趋势,在真应变大于2%后的大范围内,对于应变硬化率,DH1>DH2>DH3,主要与铁素体体积分数有关;在真应变大于5.73%后,DH2钢的应变硬化率高于DH1钢和DH3钢,主要与DH2钢中更显著的TRIP效应有关。除了残留奥氏体体积分数,残留奥氏体中的碳含量对TRIP效应同样有显著的影响。较高比例的硬相马氏体组织结合适当比例的软韧相铁素体和残留奥氏体有助于DH2钢获得最良好的强塑积13.17 GPa·%,其中屈服强度达880 MPa,抗拉强度达1497 MPa,均匀延伸率为6.71%,总伸长率为8.8%,颈缩后延伸率为2.09%,屈强比0.59。      

基于镀锌的Q/P工艺对钢组织与性能的影响

基于热镀锌的工艺特点制定Q/P热处理工艺,研究了奥氏体化温度及配分时间对组织和性能的影响。结果表明,随奥氏体化温度从800升至900℃,Q/P处理后组织中铁素体量减少,马氏体和残余奥氏体量增加,钢的屈服强度、抗拉强度均升高,伸长率降低,900℃奥氏体化时钢的强塑积最高。在460℃配分10、30、60s时,随着配分时间延长,组织中马氏体发生回火且发生大量贝氏体转变,造成Q/P处理后残余奥氏体量减少,使钢的抗拉强度、伸长率和强塑积均下降。