84C-Si-Mn系热轧双相钢显微组织与力学性能之间的关系
C-Si-Mn系热轧双相钢显微组织与力学性能之间的关系
作者：李春福， 孙彬斌， LI Chun-fu， SUN Bin-bin
作者单位：辽宁科技大学,高等职业技术学院,辽宁,鞍山,114051
刊名：
辽宁科技大学学报
英文刊名：JOURNAL OF UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY LIAONING
年，卷(期)：2008，31(6)
被引用次数：0次
参考文献(6条)
1.党淑娥双相钢的研究现状及应用前景[期刊论文]-山西机械 2002(04)
2.苏钰.符仁钰.李麟马氏体含量对St2Q1和St3722G双相钢力学性能的影响[期刊论文]-上海金属 2004(04)
3.马鸣图.吴宝榕双相钢物理和力学冶金 1998
4.MCFARLAND W H Martensitic steel 1968
5.温东辉金相组织对双相钢强度影响的研究[期刊论文]-上海金属 2005(06)
6.马鸣图.吴宝榕双相钢物理和力学冶金 1988
相似文献(10条)
1.学位论文贾志伟C-Si-Mn系热轧双相钢的生产工艺2007
热轧双相钢在汽车用板中占有较大比重，并以优越的力学性能受到了人们的重视。因此，开发出适合的热轧双相钢生产工艺，对汽车板材向轻量化、高强度发展有着重要意义。
本文以C-Si-Mn系双相钢为研究对象，采用φ450实验室轧机进行热轧实验，并进行组织形貌和力学性能检测。研究了热轧双相钢在热变形过程中组织与性能的演变规律，所得结论如下：
1.通过对不同工艺参数下组织性能变化规律的研究发现：变形量越大，晶粒越细小，强度和塑性提高；开轧温度、终轧温度越高，铁素体晶粒粗大，马氏体体积分数升高，强度升高；卷取温度下降，马氏体体积分数升高，强度随之升高；冷却速度越大，马氏体体积分数越多，强度升高，塑性下降。
2.通过对显微硬度的检测发现，随着马氏体体积分数的增加，马氏体显微硬度下降，铁素体显微硬度升高。
3.通过对冲击试样的断口形貌观察发现，夹杂物以及微裂纹的存在是热轧试样冲击性能下降的主要原因之一，可以通过提高冶金质量、细化晶粒和改善工艺参数等手段来改善材料的冲击性能。
4.探讨热轧双相钢在不同工艺参数下组织性能的演化规律，从而制定出适合本文实验钢种的热轧工艺：开轧温度为¨50℃、终轧温度为800℃、卷取温度和冷却速度分别为450℃和50℃/s，所对应的屈服强度达到400MPa级，抗拉强度达到600MPa级，延伸率达25﹪以上，能够达到热轧双相钢的各项力学性能指标。
2.期刊论文陈连生.狄国标.王月香.刘振宇.刘相华.何舒星.CHEN Lian-sheng.DI Guo-biao.WANG Yue-xiang.LIU Zhen-yu.LIU Xiang-hua.HE Shu-xing含Nb低Si-Mn热轧双相钢的工艺研究-轧钢2006,23(3)
采用空冷+水冷的冷却方式,研究了终轧温度、层流冷却开始温度、卷取温度等对含Nb低Si-Mn热轧双相钢组织性能的影响,结果表明,通过合理的工艺控制可得到在细小的铁素体基体上均匀分布马氏体的组织及抗拉强度为550～600MPa的热轧双相钢.
3.学位论文宋义全Si-Mn-Cr-Mo系热轧双相钢合金元素作用 双相化工艺及显微组织的研究1989
4.期刊论文陈连生.狄国标.刘振宇.王月香.刘相华.CHEN Lian-sheng.DI Guo-biao.LIU Zhen-yu.WANG Yue-xiang .LIU Xiang-hua低Si-Mn含Nb、Ti热轧双相钢的工艺与性能研究-热加工工艺2006,35(16)
通过实验室热轧试验,研究了工艺参数(终轧温度、层冷开始温度、卷取温度)对低Si低Mn含Nb、Ti热轧双相钢的组织性能的影响.通过合理的工艺控制得到了含有80%～90%的多边形铁素体及10%～20%的岛状马氏体,强度级别为550～600MPa的双相钢.
5.学位论文孙彬斌Si-Mn系热轧双相钢高温变形行为的研究2007
近年来，汽车工业发展迅速，而且对汽车用钢提出更高的要求。双相钢具有连续屈服、屈强比小、较大的加工硬化指数、较好的强度-塑性组合、大的延伸率、高的低温塑性等优点一直处于低合金高强度钢发展的前沿，它为汽车减重、高强韧性冲压构件的制造和简化冲压工艺，开辟了一条崭新的途径。
本文以实验室自行冶炼的Si-Mn系双相钢为研究对象，在Gleeble-1500热模拟机上，对双相钢的热变形行为进行研究，主要有以下内容：
1.利用单道次压缩实验，研究Si-Mn系热轧双相钢热变形过程中的动态软化行为，结果表明，在1000℃时变形时，发生动态再结晶，且变形温度越高，再结晶越容易进行，流变应力越小；在850℃及1000℃变形时，流变应力随着变形速率的增加而增加。
2.根据单道次变形后的真应力-真应变曲线，建立Si-Mn系双相钢奥氏体区变形抗力的数学模型：σ=981
3.61481.(ε)0.62570(ε)0.03804exp(-
0.00246T-1.04907ε)；并且利用Z-hollomen参数计算实验钢的奥氏体变形激活能Q=301.158kJ/mol。
3.利用双道次压缩实验，研究热轧双相钢的静态软化行为，变形温度越高，保温时间越长，静态软化率越大，且晶粒尺寸越大；计算出在
ε=0.3，(ε)=1s-1的条件下，双相钢的静态再结晶激活能为Qrec=99.971kJ/mol，因此易发生静态再结晶。
4.测定实验用Si-Mn系双相钢的CCT曲线，研究连续冷却转变过程中的γ→α相变行为和显微组织的变化。确定双相化的可行性和合适的热轧双相钢卷取“窗口”。通过显微组织观察可以发现在冷却速度不大于1℃/s时有铁素体和珠光体生成，当冷却速度大于1℃/s时生成铁素体、上贝氏体以及板条马氏体。
5.制定实验室热轧双相钢的生产工艺，确定加温温度为1100～1250℃；开轧温度为1050～1150℃；终轧温度为720～800℃；成品厚度为
3.5～10mm；冷却速度达到空冷～100℃/s，卷取温度在200～500℃。
6.期刊论文宋义全0.1C-1.5Si-1.5Mn-0.4Cr热轧双相钢的相变和组织-特殊钢2001,22(5)
氏体亚稳区.随冷速的降低,Si-Mn-Cr钢的组织中多边形铁素体量增多,贝氏体量减少,当冷速减小到0.5 ℃/s时,组织中出现针状马氏体.
7.期刊论文张红梅.孙彬斌.贾志伟.乔立峰.许云波.刘振宇.王国栋.ZHANG Hong-mei.SUN Bin-bin.JIA Zhi-wei.
QIAO Li-feng.XU Yun-bo.LIU Zhen-yu.WANG Guo-dong热轧双相钢显微组织和力学性能-材料热处理学报
2007,28(4)
以热轧Si-Mn系双相钢为研究对象,在实验室通过控制轧制和控制冷却实验,研究了变形工艺参数对高强热轧双相钢显微组织和力学性能的影响.研究表明,具有高密度位错亚晶结构的马氏体形貌和分布对双相钢的力学性能有很大影响,通过控制卷取温度、冷却速度和精轧温度,可以得到不同的微观组织形貌和力学性能的热轧双相钢.
8.会议论文韩斌.时晓光.刘仁东.李桂艳工艺参数对DP600热轧双相钢组织性能的影响2009
本文选择添加Cr、Mo合金元素的C、Mn、Si系的高强双相钢DP600为研究对象，在Gleeble-3800热模 拟试验机上测定了DP600动态CCT曲线，并模拟DP600双相钢热轧过程。采用金相组织观察、织构分析及力学 性能测试等手段分析了不同工艺制度下双相钢组织及织构变化规律以及对性能的影响，从中获得最佳组织配比 及优化的热轧工艺参数。根据优化的中试结果，进行了热轧双相钢DP600的工业试制。结果表明，试制样品的 显微组织为铁素体及马氏体；屈强比均小于0.65，抗拉强度均在600N/mm2以上；延伸率在24％以上；其拉伸 曲线均为连续曲线，无屈服点伸长，具有典型的双相钢特征。
9.期刊论文董春明.张红梅.刘振宇.王国栋.DONG Chun-ming.ZHANG Hong-mei.LIU Zhen-yu.WANG Guo-dong终轧
温度对热轧双相钢微观形貌的影响-机械工程材料2007,31(3)
利用实验室轧机、光学显微镜、透射电镜等研究了终轧温度对高强热轧双相钢微观形貌的影响.结果表明:得到的双相钢的显微组织主要是纤维状双相混合型组织;随终轧温度的降低,过冷度加大,铁素体的形核驱动力加大,形核率增加,使晶粒明显细化.
10.学位论文张丕军800MPa级针状铁素体马氏体双相钢厚板的研制2006
本文在分析铁素体马氏体双相钢研究现状以及针状铁素体优势的基础上指出了当前双相钢研究中的不足之处，探讨了开发热轧双相钢厚板的意义和应用前景，重点指出开发针状铁素体马氏体双相钢的必要性，提出了本文的研究目标，并确定了本文的研究思路和主要研究内容。
首先采用材料设计的基本原理和方法，从焊接性、针状铁素体的形成条件以及经济性出发，考虑各种化学成分的影响，设计了热轧针状铁素体马氏体双相钢厚板的化学成分。接着从开发强度级别为800MPa低屈强比热轧双相钢出发，从理论上得出了满足此种要求的轧制工艺制度；根据热轧双相钢厚板的合金成分和轧制工艺特点，初步设计了试验钢的轧制工艺路线。通过对设计的13种不同成分的试验钢，采用不同的热轧工艺，从屈强比、强度等设计要求和降低成本角度优选出钢的合金元素的最佳范围为
：C0.05～0.1％，Si0.30～0.50％，Mn1.50～2.0％，P≤0.015％，S≤0.010％，Ti0.01～0.02％，Nb0.03～0.06％，Ni0.20～0.30％和
Al0.020～0.050％。
从微观组织的角度对试验钢良好的综合力学性能的原因进行了深入研究。实验结果表明，试验钢优异的力学性能归因于合理的化学成分和工艺，及其合理添加微合金元素。在这些综合因素条件下，得到了具有细小晶粒的针状铁素体和马氏体双相组织。大量的铁素体和马氏体小角度晶界的存在，大大提高了材料的韧性。析出相粒子的结构分析表明，高温析出的Ti碳氮化物，可作为后续Nb和V碳氮化物析出的形核核心；Nb既可依附于Ti的碳氮化物析出，也可单独形成Nb碳氮化物；V碳化物则主要依附于先析出的Nb和Ti碳氮化物作为核心而析出。而Nb、Ti的碳氮化物可能会成为针状铁素体的形核核心。
采用热模拟方法研究了工艺参数(包括加热温度、变形温度、变形量、停冷温度以及冷却速度)对优选成分的试验钢板显微组织的影响，并测定了试验钢的CCT曲线。结果表明，不同工艺参数对最终产品的组织有不同的影响：加热温度不适宜太高；变形需要进行再结晶和非再结晶两阶段控制，且变形量需要合理的分配；轧后需要进行一段时间的弛豫待温，而冷却速度和停冷温度也要控制在一定的范围之内。另外，该钢种的CCT曲线虽没有明显的卷取窗口，但铁素体(包括多边形铁素体和针状铁素体)转变区范围很大，即存在很大的冷却速度窗口，贝氏体转变区明显左移且右端封口。根据不同工艺参数对试验钢显微组织的影响，从而提出了试验钢的轧制和冷却工艺制度为：加热温度1100～1200℃，第一阶段终轧温度1000～1100℃，总变形率
45～55％，第二阶段开轧温度850～900℃，总变形率60～70％，终轧温度780～850℃，轧后空冷时间40～120s，水冷速度5～25℃/s，出水温度
200～500℃。
利用有限元分析对第4章中提出的轧制工艺制度进行了验证，根据终轧后水冷时厚板不同节点的温度变化计算结果发现，厚度为25mm的钢板水冷时虽然不同部位冷却速度不尽相同，但各部分的冷却速度均在10～30℃/s，满足获得针状铁素体+马氏体双相组织的工艺要求，从而最终确定了适合于工业生产条件下热轧厚板双相钢的成分和相应的轧制工艺制度。对优化出的第1种成分的钢种和轧制工艺制度进行了验证，所得试验钢的综合力学性能全部满足设计要求，表明优化出的钢种其轧制工艺制度适合于实际生产。
对试验钢进行的焊接性能计算和焊接热模拟试验结果表明，本文开发的针状铁素体+马氏体双相试验钢具有较低的冷裂纹敏感性倾向、较低的预热温度。在-20℃、焊接热输入达到30kJ/cm的条件下和在-40℃，焊接热输入低于25kJ/cm的条件下，焊接接头仍具有良好的冲击韧性，表明开发的针状铁素体+马氏体双相钢厚板具有良好的焊接性。
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