碳含量對冷軋中錳鋼雙相區退火組織和力學性能的影響

  減輕汽(qi)(qi)車質(zhi)量并提高(gao)(gao)(gao)乘用安全性(xing)是未來汽(qi)(qi)車發(fa)展的方(fang)向,這要求新一代汽(qi)(qi)車用鋼具有高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度(du)和(he)高(gao)(gao)(gao)塑性(xing)的特點(dian),然(ran)而強(qiang)度(du)水平的提高(gao)(gao)(gao)往往伴隨著塑性(xing)的降(jiang)低。董瀚(han)教(jiao)授(shou)等(deng)通過在兩相(xiang)區退火方(fang)法對中(zhong)錳鋼進行組(zu)(zu)織(zhi)調控,得到馬氏(shi)體或超細晶鐵素(su)體的基體和(he)大量亞穩奧氏(shi)體共存的復(fu)合組(zu)(zu)織(zhi),利用亞穩奧氏(shi)體相(xiang)的TRIP效應(ying)顯著提高(gao)(gao)(gao)鋼的塑性(xing),獲(huo)得高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度(du)、高(gao)(gao)(gao)塑性(xing)、高(gao)(gao)(gao)強(qiang)塑積的力學性(xing)能。

  錳(meng)的(de)配分和(he)偏(pian)聚是逆相變中(zhong)錳(meng)鋼(gang)形成大量(liang)亞(ya)穩奧氏(shi)體的(de)重(zhong)要因素,而碳作為間隙強化元素,對于鋼(gang)強度水平的(de)控制以(yi)及亞(ya)穩奧氏(shi)體穩定(ding)性的(de)控制至關重(zhong)要。本文以(yi)冷軋中(zhong)錳(meng)鋼(gang)為對象,研究(jiu)碳含量(liang)對微觀組(zu)織(zhi)和(he)力學性能(neng)的(de)影響規律(lv),為新一(yi)代(dai)汽車用冷軋薄板鋼(gang)的(de)研究(jiu)提供理論依據。

  實驗鋼通過50kg真(zhen)空感(gan)應爐(lu)冶煉(lian),化學(xue)成分(fen)為(質量分(fen)數(shu),%)5Mn,0.008P,0.002S,0.003N,在(zai)此基(ji)礎上分(fen)別加入0.10%、0.14%、0.20%、0.40%的碳(tan)。鋼錠(ding)先改(gai)鍛成30mm厚的板坯(pi),然后熱(re)軋(ya)成厚度為3mm的板材,經650℃退火(huo)處理后冷(leng)軋(ya)到1.5mm厚。平行于軋(ya)制方向取拉伸試(shi)樣毛坯(pi),在(zai)馬弗爐(lu)內進行650℃不同(tong)時間的退火(huo)處理,出爐(lu)空冷(leng)至室溫。

  冷軋中(zhong)錳(meng)鋼(gang)在650℃退火過程(cheng)中(zhong)發生了(le)回(hui)復或再結晶(jing)和奧(ao)氏(shi)體(ti)逆轉變(bian)現象,可(ke)以(yi)(yi)獲(huo)得20%~25%的(de)亞穩(wen)(wen)奧(ao)氏(shi)體(ti)以(yi)(yi)及(ji)1μm左(zuo)右的(de)超細(xi)晶(jing)粒組織。冷軋中(zhong)錳(meng)鋼(gang)碳(tan)含量越(yue)高(gao),越(yue)容易在雙相區退火獲(huo)得大量、穩(wen)(wen)定(ding)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti),且奧(ao)氏(shi)體(ti)越(yue)穩(wen)(wen)定(ding),加工硬(ying)化率越(yue)小(xiao)。TRIP效應和超細(xi)的(de)晶(jing)粒尺寸是冷軋中(zhong)錳(meng)鋼(gang)高(gao)強高(gao)塑的(de)主要(yao)原因。可(ke)以(yi)(yi)從(cong)控(kong)制(zhi)碳(tan)含量的(de)角度來控(kong)制(zhi)奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)量以(yi)(yi)及(ji)其穩(wen)(wen)定(ding)性來獲(huo)得高(gao)強高(gao)塑性能。