成分差異對低成本熱軋雙相鋼組織性能的影響

  隨著控軋控冷技術的不斷發展,人們越來越認識到,通過軋后冷卻來改善鋼板性能是熱軋產品開發的有效途徑。而熱軋雙相鋼是低碳鋼或低碳合金鋼經過控軋控冷工藝得到的主要由鐵素體(F)和少量(體積分數<20%)馬氏體(M)組成的高強度鋼。由于雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)具有屈(qu)(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)度低、連續(xu)屈(qu)(qu)服、屈(qu)(qu)強(qiang)(qiang)(qiang)比低、加(jia)工硬化率較(jiao)高和(he)伸長(chang)率較(jiao)大(da)等特點而(er)廣泛用于汽車(che)工業。高強(qiang)(qiang)(qiang)度雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)用在(zai)車(che)門防撞(zhuang)橫(heng)梁、保(bao)險杠加(jia)強(qiang)(qiang)(qiang)體(ti)(ti)、車(che)輪的輪輻(fu)和(he)輪盤。超輕鋼(gang)(gang)車(che)體(ti)(ti)(ULSAB)組(zu)織預測,雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)(DP)將占未來車(che)體(ti)(ti)總(zong)重量的74%。為了(le)降低熱(re)軋(ya)(ya)雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)的生產成(cheng)本(ben),通過控制軋(ya)(ya)后(hou)冷(leng)卻(que)路徑和(he)低溫(wen)卷(juan)取工藝開發了(le)無(wu)Mo型熱(re)軋(ya)(ya)雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang),主(zhu)要包括C-Mn系(xi)(xi),Nb-Ti系(xi)(xi)和(he)含Si-Mn-Cr系(xi)(xi),而(er)不同成(cheng)分體(ti)(ti)系(xi)(xi)必(bi)然導(dao)致熱(re)軋(ya)(ya)雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)組(zu)織性(xing)能(neng)差異(yi)。本(ben)文在(zai)C-Mn鋼(gang)(gang)的基礎上,分別添加(jia)了(le)Nb-Ti和(he)Nb-Ti-Cr,利用三(san)段(duan)式冷(leng)卻(que)工藝得(de)到(dao)了(le)鐵素(su)體(ti)(ti)和(he)馬氏體(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)組(zu)織,分析了(le)微合金(jin)元(yuan)素(su)Nb和(he)合金(jin)元(yuan)素(su)Cr對(dui)雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)組(zu)織和(he)性(xing)能(neng)的影響(xiang)。

  實驗鋼C-Mn鋼的(de)(de)成分為(質量分數,%):0.074C,0.280Si,1.385Mn,0.0015S,0.0076P,0.0350Als。在此基礎(chu)上,分別添加了0.020Nb-0.012Ti和0.019Nb-0.015Ti-0.237Cr。坯(pi)料(liao)采用160kg真空(kong)爐冶煉,加熱(re)(re)鍛造成65mm×65mm×100mm的(de)(de)坯(pi)料(liao),在Φ450軋(ya)(ya)(ya)機(ji)上進(jin)行熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)試驗,壓下規程為65-45-32-24-18-14-11-8-5-4mm。三(san)種(zhong)試驗鋼均采用兩(liang)階段軋(ya)(ya)(ya)制(zhi),兩(liang)階段開軋(ya)(ya)(ya)溫度(du)為900℃,終軋(ya)(ya)(ya)溫度(du)為830℃,軋(ya)(ya)(ya)后以冷速75.5℃/s冷卻(que)至670℃,空(kong)冷8s后,立刻(ke)快(kuai)速冷卻(que)至200℃左右。三(san)種(zhong)成分的(de)(de)控軋(ya)(ya)(ya)控冷工藝相同,熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)后截(jie)取拉伸試樣檢測力學性能。

  采(cai)用(yong)(yong)低(di)終(zhong)軋溫度以(yi)及軋后三段式(shi)冷卻工藝(yi),C-Mn鋼(gang)(gang)、添加(jia)(jia)Nb-Ti鋼(gang)(gang)和添加(jia)(jia)Nb-Ti-Cr鋼(gang)(gang)均可得到鐵(tie)素(su)(su)體(ti)和馬氏(shi)體(ti)雙相(xiang)組(zu)織(zhi)。C-Mn鋼(gang)(gang)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度高(gao)于(yu)(yu)580MPa,Nb-Ti鋼(gang)(gang)和Nb-Ti-Cr鋼(gang)(gang)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度超過700MPa,伸長率均高(gao)于(yu)(yu)20%,屈(qu)強(qiang)(qiang)(qiang)比(bi)低(di)于(yu)(yu)0.7。C-Mn鋼(gang)(gang)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)含(han)量(liang)(liang)較(jiao)(jiao)高(gao),塑性最好(hao),但強(qiang)(qiang)(qiang)度和屈(qu)強(qiang)(qiang)(qiang)比(bi)較(jiao)(jiao)低(di);Nb-Ti鋼(gang)(gang)中微合金元素(su)(su)析(xi)出物主(zhu)要為富Ti的(de)(Nb,Ti)(C,N),尺寸為30nm左右,由于(yu)(yu)固(gu)溶Nb的(de)拖(tuo)曳作(zuo)用(yong)(yong),鐵(tie)素(su)(su)體(ti)含(han)量(liang)(liang)低(di),馬氏(shi)體(ti)含(han)量(liang)(liang)和抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度較(jiao)(jiao)高(gao),但細(xi)晶強(qiang)(qiang)(qiang)化作(zuo)用(yong)(yong)使(shi)得屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)度較(jiao)(jiao)高(gao),屈(qu)強(qiang)(qiang)(qiang)比(bi)增(zeng)加(jia)(jia);與Nb-Ti鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi),含(han)Nb-Ti-Cr鋼(gang)(gang)組(zu)織(zhi)中的(de)馬氏(shi)體(ti)含(han)量(liang)(liang)增(zeng)加(jia)(jia),抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)(qiang)度提(ti)高(gao),導(dao)致其屈(qu)強(qiang)(qiang)(qiang)比(bi)較(jiao)(jiao)Nb-Ti鋼(gang)(gang)低(di)。