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    超高強低碳硅錳冷軋雙相鋼的回火組織和力學性能研究
    發布者: 發布時間:2020/7/23 閱讀:529

     浙江宏盛特鋼有限公司將硅錳鋼軋硬材在臨界區加熱保溫后水冷,獲得抗拉強度超過1100Mpa的鐵素體+馬氏體雙相鋼。研究了不同溫度回火后,該雙相鋼組織和力學性能的變化。結果表明,低碳硅錳冷軋雙相鋼隨著回火溫度的提高,強度逐漸下降而伸長率增加。在200~300℃回火,強度性能下降不多但伸長率大大提高,而且屈強比低,有利于獲得較好的綜合性能(抗拉強度大于1000Mpa,總伸長率接近14%)。在回火溫度超過300℃時,馬氏體島內孿晶晶界變得模糊,回火溫度達到600℃時,馬氏體島分解比較完全,分解為粗大滲碳體球化顆粒。超過300℃回火后,應力應變曲線出現不連續屈服,而且隨著回火溫度增加屈服平臺逐漸伸長。

     

     雙相鋼主要是由鐵素體基體和均勻分布的馬氏體強化相組成,雙相鋼的強度主要由馬氏體相的體積分數決定。這種鋼具有強度高、屈強比低、初始加工硬化速率高及強度和塑性匹配較好的特點,滿足了汽車用鋼高強度和輕量化要求,因而在汽車結構用鋼中比重越來越大。根據國際鋼鐵協會組織項目研究,在代表汽車用鋼未來發展方向的新車型中,相變強化的雙相鋼占整個結構用鋼的74%左右。目前冷軋雙相鋼帶一般采用連續退火機組生產,其工藝特點是臨界區保溫,兩段式(緩冷段和快冷段)冷卻和過時效處理。國內大型連退機組一般采用輥冷或氣體噴射的冷卻方式,在生產相變強化的高強鋼時,由于冷卻能力不足而不得不添加較多的合金元素,因而給生產帶來困難。采用水淬的冷卻方式可以使鋼帶在添加少量合金元素的條件下,由于獲得極大的冷卻速度而有利于馬氏體充分形成,而且水淬可以增加固溶碳的過飽和濃度,從而增加碳化物析出的驅動力。已有不少學者對雙相鋼的回火或時效特性作了研究。沈顯璞發現碳素雙相鋼低溫回火后,強度明顯下降,延性改善;宏盛特鋼認為過時效溫度對雙相鋼力學性能影響很大,較高過時效溫度下馬氏體島的分解可能是屈強比大幅升高的主要原因。低碳硅錳冷軋雙相鋼的硅、錳元素含量較高,冷軋大變形后晶粒組織較細,通過臨界區保溫后水淬冷卻獲得的雙相組織析出動力較大,因而這種鋼回火性能與其它雙相鋼有一定差異。浙江宏盛特鋼有限公司研究了超高強低碳硅錳冷軋雙相鋼在不同回火溫度后的組織變化和對力學性能的影響。

     

     試驗采用厚度為1.4mm的低碳硅錳冷軋雙相鋼的軋硬材,主要化學成分。該軋硬材的前道工序為:煉鋼連鑄后熱軋,軋制在寶鋼2050熱軋生產線進行,終軋厚度約為4.0mm,軋制溫度范圍為850~890℃,水冷后在約560℃卷曲,冷軋在寶鋼2030軋生產線進行,軋制變形量約為65%,在軋出口取軋硬材樣板。將樣板表面清潔后置于NCPE-27型鹽浴爐中,在780℃加熱并保溫5min,水淬冷卻至室溫。經雙相臨界區熱處理后的樣板置于通保護性氣體的NCPE-25型電爐中,分別在l00℃、200℃、300℃、400℃、500℃和600℃回火保溫l0min。金相試樣經數次2%硝酒精腐蝕及拋光后,用Lepera試劑(1%偏重亞鈉水溶液和4%苦味溶液混合)腐蝕約12秒,在Leica正置式光學顯微鏡下觀察金相顯微組織,并用LeicaOwin軟件測定馬氏體體積含量。金相試樣經4%酒精腐蝕約20秒,用S4200場發射掃描電鏡觀察兩相組織的變化。在JEM-200CX型透射電鏡觀察其低溫和中溫回火后顯微組織,透射電鏡觀察試樣采用10%高氯酒精溶液雙噴減薄制取。拉伸力學性能測試采用JIS5號板狀拉伸試樣(垂直軋制方向),在SCL132型(500kN)試驗機上進行。采用MVK-H21型顯微硬度計測定試樣的維氏顯微硬度,測量采用300g載荷砝碼,加載時間15秒。

     

     
     

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