成分对超低碳高强度烘烤硬化钢板性能的影响.
不同成分ELC-BH和IF钢板组织及性能分析
００５ ， ．０ ％ Ｎ＜００４ ） ．０ ％ 中加 入 适 量 的强 碳 氮 化 物 形成元 素 Ｎ ｂ和 Ｔ， ｉ固定 钢 中大部 分 ｃ和所 有 的 Ｎ
２ 实验 概 况
２ １ 实验 原料 ．
原子以保证钢具有超深冲性 ； 并在铁素体 中保 留 有一定 量 固溶 ｃ原 子 ， 退火 钢 板 经 冲 压变 形 和 使 随后 的烤 漆处 理后 强度 提 高 ， 产生 烘烤 硬 化 性 ， 提
材料 试验 机 ）拉伸 速度 ：０ ｍ ｍｎ ， １ｍ ／ ｉ； Ｂ Ｈ值 的 测 试 条 件 ： 拉 伸 ２ ， 烤 温 度 为 预 ％ 烘 １０Ｃ， ７￣ 烘烤 时 间 为 ２ 钟 ； Ｈ值 测 试 拉 伸 采 用 ０分 Ｂ
２２ １ 实 验钢 的轧 制工 艺如 图所示 ： ．．
１５ １ 电子拉力试验机 ， 烤模拟使用远红外高低 ８ 烘 温程 控焊 条烘 箱 。
１ 前
言
陷性 相 结合 的优 异 性 能 ， 产 品 在 冲压 成 形 过 程 使 中 由于 屈服 强 度 低 而保 证 良好 的成 形性 ， 同时 在 其后 的烤 漆过 程 中又可 使 屈服 强 度 升高 而 获得 高 的抗 凹陷性 ， 因而 成 功 地 解 决 了成 形 性 和 抗 凹 陷 性之 间 的矛盾 ， 具有较 Ｉ Ｆ钢相 同 的成 形性 ， 高 的 更
加入 适量 的 Ｐ 并 根据 炼 钢 原 料 Ｃ Ｎ含 量 的 不 同 ， 、
加入适量的强 Ｃ Ｎ化合元 素 Ｔ、 ｂ冶炼出不同成 、 ｉ ， Ｎ 分 的五种 钢 。实验 用钢 的成分 如表 １ 所示 ：
Ｗｔ ％
表 １ 实验用钢 的化 学成分
收 稿 日期 ：０６—０ — ５ ２０ ８ ２
目前 ， 车 工业 已 经成 为衡 量 各 国社 会 发 展 汽 水平 和发 达程 度 的一个 重要 方 面 。汽 车 的发 展势 必带来 其 相 关 产 业 如 材 料 、 金 等 的迅 速 发 展 。 冶 汽车工业 的 发 展 离 不 开 新 材 料 的 开 发 。 汽 车 钢 板 ， 是 新 发 展起 来 的超 低 碳 高 强 度 烘 烤 硬 化 特别 钢板 的研究 开发 非 常迅 速 。本 文所研 究 的 内容 为 Ｔ处 理 的超 低 碳 高 强 度 烘 烤 硬 化 钢 板 （ ｉ 简称 Ｅ Ｃ Ｌ
烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢BH值的影响
第21卷第4期2009年12月武汉工程职业技术学院学报Jou rnal of W uhan Engineering InstituteVol.21No.4Decemb er2009烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢BH值的影响段小平 胡吟萍(武汉钢铁(集团)公司研究院 湖北 武汉:430080)摘 要 研究分析烘烤温度、烘烤时间、预应变量等烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能的影响。
结果发现在烘烤温度小于140 时,BH值随着烘烤温度的增加而显著增加,烘烤温度高于140 时,温度对其影响不大;2%预应变、140 烘烤条件下,超低碳钢的烘烤硬化效应在数分钟内迅速表现出来,20分钟内达到最大,随保温时间的继续增加,BH值并无明显变化;预变形量对BH 值有一定的影响,大于2%的预变形反而会减弱烘烤硬化效应。
关键词 超低碳烘烤硬化钢;烘烤温度;BH值;预变形;烘烤时间中图分类号:T G162.83 文献标识码:A 文章编号:1671 3524(2009)04 0008 03超低碳烘烤硬化钢(简称ULC-BH钢)具有超低碳无间隙原子超深冲钢的深冲性能和含磷钢板的高强度以及烘烤硬化钢板的抗凹性能,因而具有良好的综合性能,受到了汽车制造业的广泛关注,主要应用于制造汽车内、外面板等大型覆盖件[1 2]。
超低碳烘烤硬化钢的烘烤硬化效应不仅与钢本身有关,还与烘烤温度、时间和预变形量有密切关系,为了更好了解这些条件对U LC-BH钢烘烤硬化特性的影响,本文研究了不同烘烤条件(烘烤温度、烘烤时间、预变形量)下的U LC-BH钢的烘烤硬化特性。
1 实验材料和方法1.1 实验材料研究材料取自武钢工业化生产线,钢板的成分如表1所示。
表1 超低碳烘烤硬化钢化学成分(wt%)C Si M n P S N Nb Ti0.00150.0490.140.0150.0120.00240.0040.0131.2 实验方法工业生产中的钢板试样,在ZWICK-Z050型材料试验机上测试钢板的基本力学性能、烘烤硬化性能。
化学成分对产品性能的影响
化学成分对产品性能的影响
1、碳（C）：提高钢件强度，尤其是其热处理性能，但随着含碳量的增加，塑性和韧性下降，硬度、变形抗力增加，并会影响到钢件的冷镦性能及焊接性能。
2、锰（Mn）：提高钢件强度，并在一定程度上提高可淬性。
即在淬火时增加了淬硬渗入的强度，锰还能改进表面质量，但是太多的锰对延展性和可焊性不利。
3、镍（Ni）：提高钢件强度，改善低温下的韧性，提高耐大气腐蚀能力，并可保证稳定的热处理效果，减小氢脆的作用。
4、铬（Cr）：能提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蚀能力，并有利于高温下保持强度。
5、钼（Mo）：能帮助控制可淬性，降低钢对回火脆性的敏感性，对提高高温下的抗拉强度有很大影响。
6、硼（B）：能提高可淬性，并且有助于使低碳钢对热处理产生预期的反应。
7、矾（V）：细化奥氏体晶粒，改善韧性。
8、硅（Si）：保证钢件的强度，适当的含量可以改善钢件塑性和韧性。
9、含硫量：它在钢中与铁、锰化合形成硫化物，使钢出现热脆性。
同时促使带状组织的产生而使变形抗力增加，塑性下降，一般要求钢材的含硫量在0.06％以下。
10、含磷量：磷易溶于钢中的铁素体，显著地降低塑性，提高其强度及硬度，使变形抗力增加，当含磷量超过0.1％时影响更为显著。
磷还促使钢材产生强烈的冷作硬化。
一般应在0.06％以下。
烘烤硬化钢介绍_
4.时效的危害 4.时效的危害 时效后的材料冲压后容易产生滑移线， 时效后的材料冲压后容易产生滑移线， 影响涂装，严重的导致冲压开裂。 影响涂装，严重的导致冲压开裂。
5.烘烤硬化钢使用注意事项 5.烘烤硬化钢使用注意事项
生产试验 在100度、2小时（相当于室温1个月），YP_EL=0.3%； 在100度、3小时（相当于室温2个月），YP_EL=0.35%； 100 3 2 YP_EL=0.35% 在100度、5小时（相当于室温3个月），YP_EL=0.4%； 在100度、10小时（相当于室温6个月），YP_EL=0.55%。
宝钢超低碳烘烤硬化钢介绍
2007年1月 年 月
1.烘烤硬化钢发展的基础 1.烘烤硬化钢发展的基础
随着汽车工业的发展，减轻车重、提高安全性、降低能 耗、减少环境污染已成为现代汽车的发展趋势。提高汽车用 钢板的强度是降低钢板厚度、减轻车重从而降低能耗的有效 途径。在近几年的新车型设计中，高强度钢板的使用比率呈 上升的趋势。在汽车轻量化的进程中，外部件使用高强度钢 板的发展速度最快，以提高零件的抗凹陷性能。目前几乎所 有车型的门外板、发罩外板及行李箱盖等零件都使用高强钢， 其中大部分为冷轧超低碳烘烤硬化钢。
谢 谢 ！
2.超低碳烘烤硬化钢机理 2.超低碳烘烤硬化钢机理
烘烤硬化钢是通过固溶强化实现的，即：钢中存在 一定量的固溶C或N原子。冲压过程后，材料中形成一 定密度的位错。通过在一定温度及时间条件下的烘烤， 钢种固溶的C或N原子扩散，与位错发生交互作用，固 溶C或N原子对位错起钉扎作用，使材料的屈服强度上 升、抗凹陷性能提高。
2.超低碳烘烤硬化钢机理 2.超低碳烘烤硬化钢机理Biblioteka 载 荷 BHWH延伸率
3.烘烤硬化钢特性 3.烘烤硬化钢特性
冷轧超低碳烘烤硬化钢的时效性研究
４ ３ ６・
材料 导报
２ ０ 烘烤 硬 化 钢 的 时效 性研 究
田中青
（ 宝 山钢铁股份有 限公 司制造 管理部 ， 上海 ２ ０ １ ９ ０ ０ ）
摘 要 通 过 加 速 时 效 和 自然 时 效 方 式 ， 研 究 了两 种 不 同成 分 体 系冷 轧 超 低 碳 烘 烤 硬 化 钢 的 强 度 变化 趋 势 。 经
Ｂａ ｋｅ － Ｈａ ｒ ｄ ｅ ｎｉ ｎｇ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ
ＴＩ ＡＮ Ｚｈ ｏ ｎｇ ｑ ｉ ｎ ｇ
（ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ￣Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ，Ｂ ａ ｏ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃｏ ． Ｌｔ ｄ ． ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ９ ０ ０ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｌ ｄ － ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ － ｌ ｏ ｗ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｂ ａ ｋ ｅ － ｈ ａ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ
０ 引 言
超 低碳烘 烤硬 化钢 （ ＵＩ Ｃ － ＢＨ钢 ） 是在 超低 碳 钢 （ 碳 含 量
一
目前 文献 报道 中关 于 ＵＩ Ｃ － Ｂ Ｈ 钢 的 时效 性 研究 主要 集 中在 时效 过程 的析 出物研 究 、 不 同时效 条 件 下材 料 的 强度
变化 ］ 、 工艺条 件对 时效性 的影 响 等方 面 。
过 加 速 时效 和 自然 时 效后 ， 超 低 碳 烘 烤 硬 化 钢 的 屈服 强 度 、 屈 服 延 伸 率上 升 ， 断裂延伸率 下降， 抗 拉 强度 无 明 显 变 化 ；
440MPa级新型高强度烘烤硬化钢的组织与性能研究
烘烤 硬化 钢 是 以低 碳 或超低 碳 钢为基 础 ，通 过添 加少 量 的铝 、钛 、铌 、磷 和锰 等微合 金 元 素 制成 残余 少量 处 于 固溶 态 的碳原 子 和氮原 子 的优 质 薄 板 。 。与普 通汽 车钢 板 （如铝 镇 定 钢 ） 和 高强 度 钢 板 （如 含 磷 高 强 钢 ） 相 比 ，它 具 有 适 中 的屈服 强度 ，可 克服 高强 板贴 模性 和定 形性 差 的弱 点 ，成 形 及 涂 漆 烘 烤 后 ，屈 服 强 度 得 到 提 高 ，又能 克服 普通 汽车 钢板 屈服 强度 低和 局部 凹 痕 抗 力差 的弱 点 。烘烤 硬化 钢 的特点 是钢 板在 交 货 状 态下 有较 低 的屈服 应力 ，在 成形后 经 烘烤 时 效 处理 ，屈 服 强度会 得 到很 大程 度 的提高 ，这 刚 好 与 车身生 产 工艺 和使 用性 能要求 一致 。采用 烘 烤 硬化 钢不 影 响成形 件 的成形 稳定 性 ，且 提高 了 抗 凹 陷性 ，有利 于实 现 汽车外 板 的薄壁 化 。烘 烤 硬 化钢 以其 优 良的成 形性 能 和烘烤 硬化 特性 ，长 期 以来 被广 泛应 用 于汽 车行业 ，成为制 造 汽车 覆 盖 件最 理 想 的材 料 墙Ｊ。但 长 期 以来 ，烘 烤 硬 化 钢抗 拉 强度 较低 的情 况 一直没 有得 到改 善 ，因此 不 得不 采用 增加 钢板 厚度 的办 法来 提 高抗 冲击 性 能 ，但 这 必 将 加 大 车 体 重 量 ，增 加 汽 车 尾 气 排
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｍ ｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａ Ｎｅｗ ４４０ Ｍ Ｐａ Ｇ ｒａｄｅ Ｈｉｇｈ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｂａｋｅ Ｈ ａｒｄｅｎｉｎｇ Ｓｔｅｅｌ
固溶碳含量对ULC BH钢烘烤硬化性能的影响_杨晰
表1 Table 1
不同烘烤时间下的内耗值 Q －1 、峰温 Tm 、 峰频 fm 和激活能 H
Q －1 ，Tm ，fm and H with different aging time
烘烤时间 t / min Q － 1 /10 － 4
Tm /K
fm / Hz
H / eV
0（ 未处理）
1． 60
333
H = ＲTmln（ KB Tm / hfm） + TmΔS
（ 2）
式（ 2） 中，Tm 和 fm 分别为内耗峰的峰温和峰频，
Ｒ 为气体常数，KB 为玻尔兹曼常数，h 为普朗克常数， ΔS 为熵变，其数值为 1． 1 × 10 － 4 eV / K。由此求得不
同处理条件下试样的激活能 H 的大小如表 1。根据各
图 1 标准试样的 BH 值 Fig． 1 BH values of the standard samples
背景内耗。
Q － 1 （ T） = Q1－ 1 （ T） + Q2－ 1 （ T）
预应变量对超低碳烘烤硬化(ULC-BH)钢硬化性能的影响
特 殊钢
Ｓ Ｐ Ｅ ＣＩ ＡＬ Ｓ ＴＥ Ｅ Ｌ
Ｖｏ １ ． ３ ５ ． Ｎｏ ． １
Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ ２ ０１ ４ ・６１・
预应 变 量对 超 低碳 烘 烤 硬 化 （ Ｕ Ｌ Ｃ — Ｂ Ｈ） 钢硬 化 性 能 的影 响
减小 。 关键词 预应变 来自低碳烘烤硬化钢 烘烤硬化值Ｃ ｏ ｔ ｔ ｒ ｅ ｌ ｌ 气团 位错密度
Ｅｆ ｆｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｐｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ Ｂａ ｋ ｅ Ｈａ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｕｌ ｔ ｒ ａ － Ｌｏ ｗ
Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ Ｂ ａ ｋ ｅ Ｈａ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ（ ＵＬ Ｃ・ Ｂ Ｈ）Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ
Ｙ ａ ｎ ｇ Ｘ ｉ ， Ｌ ｉ Ｗｅ ｉ ｊ ｕ ａ ｎ ， Ｊ ｉ ｎ Ｘ ｉ ａ ｏ ｌ ｏ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｓ ｕ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｑ ｉ ａ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｋ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ（ Ｂ Ｈ） ０ ｆ ＵＬ Ｃ — Ｂ Ｈ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ １ ｍｍ ａ ｎ ｎ ｅ ａ ｌ ｅ ｄ ｃ ｏ ｌ ｄ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｓ ｈ ｅ ｅ ｔ（ ／ ％ ：０ ． ０ ０ ２ Ｃ， ０ ． ０ ０ ８ Ｓ ｉ ，０ ． ６ ０ Ｍｎ，０ ． ０ ４ ３ Ｐ，０ ． ０ ０ ９ Ｓ，０ ． ０ ３ １ Ａｌ ，０ ． ０ １ ７ Ｔ ｉ ）ｗ ｉ ｔ ｈ ｐ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｂ ｙ ２ ％ ～１ ０ ％ ａ ｎ ｄ ｂ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ １ ７ Ｏ ｏ Ｃ ｆ ｏ ｒ ２ ０
Nb超低碳烘烤硬化钢的组织和性能研究
武汉 工 程 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｒ ａ Ｗ ｕｈ ｎ Ｅｎｇ ｎｅ ｒｎｇ Ｉ ｔｔ ｅ ｏｕ ｎ ｌ ｏｆ ａ ｉ ｅ ｉ ｎｓｉｕｔ
Ｎｂ超 低 碳 烘 烤 硬 化 钢 的 组 织 和 性 能 研 究
孙 方 义 吴 青 松
酸洗 冷 轧 ， 轧 总 压 下 率 ８ ， ２ ￣ 温 连 续 退 冷 Ｏ ８ ＯＣ高
收 稿 日期 ：Ｏ ００—８ ２ １ ５２ 修 回 日期 ：０ ００ ８ ２ １－６２
作者 简 介 ： 方 义 （ ９ ６ ） 男 ， 程 师 ． ｉ ｓｙ ９ Ｏ ｗｉ ｏ ｃ ｒ． ｎ 孙 １７ ～ ， 工 Ｅ ｍａｌ ｌ ０ ７ ＠ ｓ ． ｏ ｃ ： ｃ ｎ
度 ８ ９级 ， 型 的 冷 轧 成 品 金 相 组 织 如 图 １ ｂ 所 ～ 典 （）
效倾向， 以期对 Ｂ 钢 的生产 和产 品应 用有 所 帮助 。 Ｈ
１ 试 料 条 件 及 试 验
试 验 材 料 为 工 业 生 产 的 冷 轧 板 ， 厚 ０ ７ ｍ 板 ．ｒ ａ
示， 符合 冷 轧成 品屈 服强 度 １ ０ ４ ＭＰ ８ ￣２ ０ ａ的 目标设
计 ， 板 的 ≥ １ ９ ｎ。 ０ ２ ， 有 良好 的 成 形 性 钢 ． 、 。≥ ． ０ 具 能， 时 Ｂ 同 Ｈ 值 的 集 中 区 域 在 ３ ～ ５ Ｍ Ｐ ５ ０ ａ的 范 围 内 ， 烤 硬 化 性 能 优 良 ， 在 理 想 的 烘 烤 硬 化 钢 的 烘 处 的 Ｎｂ超 低 碳 烘 烤 硬 化 钢 Ｗ Ｈ１ ０ 板 坯 经 热 轧 后 ８ Ｂ，
最 为理 想 。
关 键 词 Ｎｂ 超 低 碳 ； 烤 硬 化 ； 织 ； 温 时 效 ； 烘 组 室
钢材的化学成分中可提高钢材的强度的c
钢材的化学成分中可提高钢材的强度的c
钢材的强度是指钢材所能承受的外力或负荷的能力，而钢材的化学成分中的元素C，即碳元素，对钢材的强度有着重要的影响。
钢材中的碳元素可以通过调整含量来提高钢材的强度。
通常情况下，钢材中的碳含量在0.2%至2.1%之间。
当碳含量较低时，钢材的强度较低，但具有较好的韧性和可塑性。
而当碳含量增加时，钢材的强度会显著提高，但韧性和可塑性会相应减弱。
碳元素通过固溶强化和析出强化的机制来提高钢材的强度。
固溶强化是指在钢材中加入一定量的碳元素后，碳元素会溶解在铁基体中，使晶体结构变得更加紧密，从而提高钢材的强度。
析出强化是指在钢材中加入一定量的碳元素后，部分碳元素会析出形成碳化物的沉淀，这些沉淀物会阻碍晶粒的滑移和扩展，从而提高钢材的强度。
碳元素还可以通过调整钢材的热处理工艺来进一步提高钢材的强度。
例如，对于低碳钢材，可以通过加热和快速冷却的淬火处理来提高钢材的强度。
而对于高碳钢材，则可以通过加热和缓慢冷却的退火处理来降低钢材的硬度，提高钢材的韧性和可塑性。
碳元素是调整钢材强度的重要元素。
通过调整钢材中的碳含量以及热处理工艺，可以有效提高钢材的强度。
然而，在使用钢材时，还需要综合考虑钢材的其他性能指标，如韧性、可塑性和耐蚀性等，以满足不同应用场景的需求。
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成分对超低碳高强度烘烤硬化钢板性能的影响关小军潘伟周家成王作成朱学军摘要研究了P、Ti、C、N等元素对超低碳高强度烘烤硬化(BH)钢板的强度、塑性和烘烤硬化值的影响，结果可见，C 0.004%，N 0.0047%，P 0.094%，Ti 0.017%的钢板具有较好的综合性能。
关键词Ti 钢板烘烤硬化Effect of Composition on Properties of Extra Low－Carbon and High Strength Bake Hardening Sheet SteelGuan Xiaojun, Pan Wei, Zhou Jiajuan and Wang Zuocheng (College of Material Science and Technology, Shandong University ofTechnology, Jinan 250061)Zhu Xuegang(Wuhan Iron and Steel Company)Abstract The effect of P,Ti,C and N on the strength, plasticity and bake hardening value of extra low－carbon and high strength bake hardening sheet steel has been studied. The testing results show that the C 0.0040% －N 0.0047% －P 0.094% －Ti 0.017% steel plate has excellent comprehensive properties.Material Index Ti, Sheet Steel, Bake hardening超低碳高强度烘烤硬化钢板(简称ELC－BH钢板)系第3代汽车冲压钢板品种之一，是在超低碳钢(C≤0.005%，N≤0.004%)中加入适量的Nb 或Ti，使钢中的C、N原子绝大部分被固定成碳氮化物［Ti(CN),Nb(CN)］,来保证其深冲性(＞ 1.7,＞0.21)，在铁素体中保留一定量的固溶C原子，可使退火钢板经冲压成形和烤漆处理后得以硬化(BH=30～50MPa),≥340MPa)。
同时添加相应量的P进行固溶强化，进一步提高强度水平(σb该钢板是用做轿车车身覆盖件的理想材料，具有广泛的应用前景［1］。
近几年国际上开发了Ti处理的ELC－BH钢板，与传统Nb处理和Nb+Ti处理的ELC－BH钢板在成分设计和工艺控制上有所不同，成分设计，采用Ti来固定钢中的N和部分的C，在钢中保留一定量固溶C原子。
在工艺控制上，由于退火前的工艺过程中一定量的固溶C原子始终存在于钢中，不象传统的ELC－BH钢板那样需要高温退火和快速冷却，简化了退火工艺，为实现在线生产热镀锌板提供了可行性［2］。
1 试验材料与方法试验用钢由实验室50 kg真空感应炉熔炼，化学成分见表1。
表中No.2钢的Ti 含量高于No.1钢，No.3钢的Ti 含量最高且加入了微量的微合金化元素Nb 。
表1 试验钢板的化学成分/%Table 1 Chemical compositions of testing sheet steel/%试验钢浇铸成30 kg 的钢锭，经锻造、热轧至5 mm 厚的热轧板。
终轧温度No.1钢为840 ℃，其余为900 ℃，热轧压下率约为84%。
热轧板冷至720 ℃时，放入同样温度的加热炉中保温2 h 后，敞开炉门随炉冷却，以模拟现场卷取条件。
热轧卷取后的板坯经酸洗、焊接后，冷轧至厚度为1.0 mm 的薄板，再模拟实际生产中的罩式炉退火。
具体过程为：将冷轧后的钢板截成800 mm 长，入炉加热，均热温度720 ℃，保温4 h ，取出空冷，冷却速度为6 ℃/s。
试验钢板的性能测试，采用单向拉伸试验并在Instron －1185材料试验机上进行，横向取样，值和值按国标GB5027－85和国标GB5028－85测定，实测以拉伸变形15%时的对应值为准。
烘烤硬化值BH 由预变形为2%时所对应的流变应力与随后经170 ℃、20 min 烘烤而再次拉伸时的屈服应力的差值而定。
2 试验结果试验钢板的性能和金相组织见表2和图1。
可以看出，No.1板强度和BH 值最高，塑性最差且值最低；No.2板比No.3板有很理想的BH 值，塑性较好且值较高，强度差别不大。
No.2板具有最好的综合性能。
表2 试验钢板的性能Table 2 Properties of testing sheet steel图1 试验钢板的退火组织(a) No.1板Ti 0.010%; (b) No.2板 Ti 0.017%; (c) No.3板 Ti 0.035%Fig.1 Annealing structure of testing sheet steel(a) No.1, Ti 0.010%; (b) No.2, Ti 0.017%; (c) No.3, Ti 0.035%图1中No.1板和No.2板具有平均晶粒大小相似的晶粒组织，差别在于No.1板中晶粒的均匀程度比No.2板稍差，No.3板组织与另两种实验钢板组织相比晶粒明显细小。
3 讨论3.1 强度与塑性变化的原因试验钢板的强度和塑性变化与磷含量和晶粒组织状态有关。
磷含量越多，固溶强化作用越大，使塑性变差的影响也越强。
晶粒越细小且不均匀强度越大，强度增加和塑性减弱的趋势越强。
No.1板中含磷量最高，而且两相区终轧产生的混晶组织在一定程度上保留在退火组织中，导致了该板的强度最高，塑性最差。
No.3板中细小晶粒的退火组织弥补了含磷量较少的影响，使其强度与No.2板相似，且塑性有所损害。
3.2 烘烤硬化值变化的原因ELC－BH钢板的烘烤硬化性实质上是固溶C原子存在的宏观反映。
钢板中C原子数量越多，则BH值越高［1］。
为便于比较试验钢板中固溶C、N原子数量，假定：①钢板中Ti原子只与N、C原子结合而形成TiN、TiC 等二相粒子，且TiN在TiC之前析出；②由于钢板中Als含量很低，可以认为无AlN二相粒子形成；③钢板中Nb原子在TiC析出后才与C原子结合而形成NbC。
由此，可采用下式估算钢板中固溶C、N原子含量(%)：=N－Ti/3.42 (1)N固溶=C－(Ti－3.42N)/4－Nb/7.7 (2)C固溶式中，C、N、Ti分别表示钢板中C、N、Ti元素的含量(%)。
当由(1)式计算得到的N≤0，表明N原子全部被固定，可再采用(2)式估算钢板固溶中固溶C原子含量。
按上述两式估算试验钢板中固溶C、N原子含量如表3所示。
表3 试验钢板中固溶C、N的含量/%Table 3 Content of solid solution C and N in testing sheet steel/%可见，No.1板中不仅C原子全部未被固定，而且部分N原子也未被固定，间隙原子数量最多，因而BH值最高。
No.3板不存在间隙原子，BH值很小，可谓无烘烤硬化性能。
No.2板中存在部分固溶C原子，BH 值较理想。
实际上，BH值过高，室温时效性恶化，因此，过高BH值的No.1板并不能满足实际的性能需求，只有No.2板才是性能合乎要求的ELC－BH钢板。
如图2所示，试验钢热轧卷取板的BH值具有与退火板相同的变化规律且数值较高(No.1除外)，表明热轧卷取板中固溶C原子数量基本保留至退火板中，冷轧和退火工艺对Ti处理的ELC－BH钢板的烘烤硬化性影响不大，而成分和热轧工艺才是重要的影响因素，其中冶炼、浇注之后钢的成分更是起到关键作用。
正是基于这一原因，Ti处理的ELC－BH钢板可采用罩式炉，而无需采用高温均热和随后快速冷却的连续退火来生产。
因此，合理控制Ti的加入量是决定ELC－BH钢板是否具有理想烘烤硬化性能的关键。
图2 热轧卷取板和退火板的BH值对比Fgi.2 Comparison of bake hardening value of hot rolling coiledsheet and annealing sheet3.3 值变化的原因平均塑性应变比值是衡量钢板深冲性能优劣的主要参数。
它与钢板中有利织构(即{111}织构)与不利织构(即{100})的强度之比有关。
有利织构愈强，不利织构愈弱，值愈高。
织构的发展取决于钢板成分及其生产工艺参数的选择，正是它们的变化导致了组织结构的不同，从而影响了织构的发展。
No.1板中高的间隙原子和磷含量以及两相区终轧形成的混晶组织是造成它的r值最低的根本原因。
与No.3板相比，No.2板中较高的固溶C原子和磷含量对值有较大的不利影响，但是它的攃值却稍高。
从No.3板退火组织的晶粒细小可推断，其再结晶退火没有充分进行，这可能是引起它的值降低的原因。
4 结论(1) 微合金化元素Ti和P的加入量是决定Ti处理的ELC－BH钢板性能是否合乎要求的关键因素，在一定范围内，合理控制它们的加入量是必要的。
热轧终轧温度对该板的组织和性能也有一定影响。
(2) P加入越多，强度越高，塑性和深冲性能越差。
Ti加入过多，可改善深冲性能，但得不到烘烤硬化性能；Ti加入过少，深冲性能恶化，烘烤硬化性能过强。
作者简介：关小军，男，47岁，教授。
1980年毕业于包头钢铁学院冶金机械专业，1988年获东北大学金属压力加工专业硕士学位，1994年获北京科技大学金属塑性加工专业博士学位。
从事超低碳钢品种、板管生产及其成形技术的开发和研究。
作者单位：关小军潘伟周家成王作成(山东工业大学材料科学与工程学院，济南250061) 朱学军（武汉钢铁公司）参考文献1 王先进，关小军. 超低碳高强度烘烤硬化钢板的发展.国外钢铁，1993，(5)：412 关小军.超低碳高强度烘烤硬化钢板研究的新进展.汽车技术，1996，(12)：32。