700MPa级热轧双相钢的组织和性能
包钢700Mpa级高强钢的研制
包钢700Mpa级高强钢的研制摘要：利用包钢稀土钢板材公司先进的冶炼和轧制装备，采用低碳+微合金成分设计和控制轧制与控制冷却工艺试制700Mpa热轧钢带。
结果表明：该高强度钢的组织为铁素体+贝氏体+少量的残余奥氏体，同时在铁素体基体上分布着细小析出相，提高了强度的同时改善了钢材的塑性，使材料具有良好的伸长率。
关键词：控制轧制；控制冷却；高强钢针对汽车制造行业日趋提高的轻量化技术要求，2015年1月，内蒙古科技大学和包钢联合开发试制了700Mpa级高强度钢板。
随着我国国民经济的飞速发展，汽车、建筑、油气输送、工程机械等行业对高强钢的需求急剧增长，尤其700MPa级高强钢，可以有效对运输行业及其它行业实现轻量化，例如汽车大梁钢，由700MPa级别的8mm单梁替代8mm（510L）主梁加5mm副梁。
因此对于700MPa级高强钢的研发是及其紧迫的。
高强钢是以微量合金元素配以适当的控轧控冷工艺实现的，在应用过程中以实现轻量化为主要特征，高强钢的研发涉及到材料的成分、铸造、热轧及冷却一系列工艺过程，其生产工艺复杂、制造技术严格。
因此这就需要在成分设计、冶金技术以及控轧控冷工艺三者之间良好的结合，才能实现低成本生产低合金高强钢的目的，700MPa 级高强度用钢在2250mm热连轧机组进行了试制，为工业化批量生产提供了重要依据和理论支撑。
1 技术要求热轧超高强度集装箱用钢技术[1]要求如下：1）强度高屈服强度在 700MPa 以上；2）焊接性能良好集装箱制造过程主要是焊接成型，因此，焊接性能的优劣直接关系到该钢的使用和推广；3）冷成型性良好要满足快速冷成型性能的需要，避免边部及心部出现裂纹；4）低成本目前很多企业生产时，添加 Mo，Ni 等元素，成本大大提高。
因此，在竞争激烈的市场形势下，降低生产成本是面临的严峻问题。
力学性能要求见表1。
2 成分设计热连轧钢板要想得到屈服强度700MPa以上的强度，必须在成分设计向低C、S、P和高纯净度的方向发展。
热轧双相钢显微组织和力学性能
第 ４期
张 红 梅 等 ： 轧 双相 钢 显 微 组 织 和 力 学 性 能 热
７ ９
１ 实 验 材 料 和 方 法
１１ 实 验材料 ．
１ ２ 实 验 方 法 ．
轧制 实 验 是 在 ￣ ５ ｍ 热 轧 实 验 机 组 上 进 行 。 ４０ ｍ 为铸 出的钢锭 （ 经 锻 压 ） 接 放 入箱 式 加 热 炉 中加 不 直 热后 轧 制 ， 后 机 械 加 工 成 ４ ｍ 然 ０ ｍ×１０ ｕ ０ ｎｎ×１０ ｍ ４ｍ 矩形 坯料 。总 的实 验 方 案是 ： 形 分 成 七 道 次 ， 变 坯料
基 金项 目 ： 国家 自然 基 金 资 助 项 目（０００７ ５ ５４０ ） 作 者 简 介 ： 张 红 梅 （９８ ）女 ， 宁 科 技 大 学 ： 授 ， 士 ， 话 １６ 一 ， 辽 教 博 电
０ １ ．９ ９ ５ 。 ４ ２ ５ ２ ５ １
维普资讯
本 文 以某 钢铁 公 司连铸 连轧 生产 线为 依托 ， 自 以
行设 计 的 Ｓ． ｎ系热轧 双相 钢 为研 究 对 象 ， ｉ Ｍ 通过 研 究
收稿 日期 ： ２ ０ ．７０ ； 修 订 日期 ： ２ ０ ．０ １ ０ ６ ０ ．６ ０ ６ １．６
热轧 工 艺参数 与微 观形 貌 和 力 学 性 能 的关 系从 而 得 到实 验 室条 件下 ， 热轧 双相 钢微 观形 貌和力 学 性能 匹 配 良好 的热轧 变形 工艺参 数 ， 为进 一步 指导将 来 的工 业化 大 生产提 供一定 的理 论依 据 。
（ ．Ｕ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｅａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｉｏ ｉｇ １ ｎｖ ｒｉ ｆＳ ｉ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏｙ Ｌａｎｎ ，Ａｎｈ ｎ １４ ０ ， ｈｎ ； ｔ ｅ ｓａ ０ ６ Ｃ ｉａ １
700 MPa级热轧高扩孔钢组织性能研究
700 MPa级热轧高扩孔钢组织性能研究
周晏锋;崔丕林;张城铭;许学利
【期刊名称】《鞍钢技术》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】以一种低碳+铌钛微合金试验钢为对象,通过研究轧制过程中不同冷却速度对高扩孔钢组织和性能的影响,开发出了700 MPa级热轧高扩孔钢,并研究和分析了扩孔试验后产生的裂纹情况。
结果表明:当终轧温度870℃,卷取温度500℃,冷却速度30℃/s时,金相组织为铁素体和贝氏体,其中当铁素体体积分数约占60%时,抗拉强度达到719 MPa,扩孔率为81%,综合性能最好,满足用户使用要求。
扩孔试验表明,当试验钢以微孔聚集制度形成裂纹及扩展时,缩小两相之间硬度差是降低裂纹扩展的有效手段。
【总页数】5页(P43-47)
【作者】周晏锋;崔丕林;张城铭;许学利
【作者单位】鞍钢集团本钢板材研发院;鞍钢股份有限公司热轧带钢厂
【正文语种】中文
【中图分类】TG142
【相关文献】
1.580MPa级热轧高扩孔钢的组织与性能
2.590 MPa级高扩孔热轧酸洗板组织性能
3.Si对580 MPa级热轧高扩孔钢组织性能及表面质量的影响
4.580MPa级热轧高扩孔钢的组织与性能
5.卷取温度对800MPa级高扩孔钢组织与性能的影响
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首钢热轧双相钢热轧工艺与组织性能分析
首钢热轧双相钢热轧工艺与组织性能分析一、引言介绍首钢热轧双相钢的发展背景和重要性，概述本文的研究内容和目的。
二、首钢热轧双相钢的工艺流程阐述首钢热轧双相钢的工艺流程包括原材料选择、钢种设计、热轧工艺和组织调控等步骤。
三、首钢热轧双相钢的组织性能分析分析首钢热轧双相钢的微观组织特征和宏观力学性能，包括相结构、晶粒尺寸、硬度、延展性、强度等方面的性能。
四、影响首钢热轧双相钢制备的关键因素探讨影响首钢热轧双相钢制备的关键因素，如热轧温度、保温时间、压下量、冷却速率等因素，并分析其对钢材机械性能和组织性能的影响。
五、未来发展方向总结首钢热轧双相钢的制备工艺和组织性能分析研究，探讨该材料的未来发展方向和研究方向。
六、结论总结研究内容，强调首钢热轧双相钢的重要性和应用前景，并提出未来研究的建议和展望。
第一章：引言随着工业化进程的加速，汽车、航空、建筑等领域的应用需求不断增长，对结构性能高、形变加工性能好的材料提出了新的要求。
金属材料作为重要的工程材料之一，在工业应用中起到了不可替代的作用。
例如，高速列车、飞机和大型机械设备等领域都需要使用高强度、高韧性、高延展性的金属材料。
因此，针对这些应用需求，双相钢在工业制造过程中的应用越来越受到关注。
首钢热轧双相钢是一种具有高强度、优异韧性和良好延展性的金属材料，已经成为目前国内外应用广泛的一种材料。
双相钢的关键特点在于它具有不同的组织结构，即含有相似或不同的珠光体相和铁素体相。
这使双相钢有着更高的强度和韧性，同时也具有较好的延展性，能够满足结构安全性和产品质量的需求。
然而，要想使这种材料具有最佳的性能和应用效果，需要与其制备工艺和组织性能相结合的深入分析。
因此，本文旨在对首钢热轧双相钢的制备工艺和组织性能进行分析，并总结其未来发展的方向。
本文的研究内容涵盖了首钢热轧双相钢的工艺流程、组织性能分析、影响制备工艺的关键因素以及未来的发展方向。
这些研究内容将为双相钢的制备和应用提供重要参考，为推动材料技术的进步做出贡献。
热轧双相钢显微组织和力学性能
摘 要 :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
1.2 实验方法 轧制实 验是在 450mm 热轧实 验机组 上进 行 。
为铸出的钢锭(不经锻压)直接放入箱式加热炉中加 热后轧制 , 然 后机械加工 成 40mm ×100mm ×140mm 矩形坯料 。 总的实验方案是 :变形分成七道次 , 坯料 加热到 1200 ℃, 并分别在 奥氏体再结晶区 和未再结 晶区进行七道次变形 , 轧后采用一定的冷却速度进行 冷却 , 冷却到所需的卷取温度时 , 装入相应温度的箱 式炉中保温 0.5h , 断电 , 炉冷模拟卷取 , 实际试验工 艺参数如表 2 所示 。
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 。 关键词 :Si-Mn 系双相钢 ; 组织 ; 变形工艺 ; 力学性能
中图分类号 :TG142.1 文献标识码 :A 文章编号 :1009-6264(2007)04-0078-05
Microstructure and mechanical properties of as-hot rolled dual-phase steel
ZHANG Hong-mei1 , 3 , SUN Bin-bin1 , JIA Zhi-wei1 , QIAO Li-feng2 ,3 , XU Yun-bo3 , LIU Zhen-yu3 , WANG Guo-dong3 (1 .University of Science and Technology Liaoning , Anshan 114006 , China ;
屈服强度700MPa级冷轧耐候双相钢的组织与性能
比为 ０ ． ７ ８ 。试 验钢 组 织 由铁 素 体和 马 氏体 的双相 细 晶组 织构 成 ， 铁 素体位 错 密度 较 高 ， 马 氏体
Ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄｉ ｇ ｈ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｒ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｅ ａ ｐ ｐ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ａ ｓ ｌ ａ ｔ ｈ，ｉ ｔ ｓ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
９ ５ ２ ＭＰ ａ ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｄ １ １ ． ５ ％， ｔ ｈ ｅ ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｗ ａ ｓ ０ ． ７ ８ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｊ ｅ ｔ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ
Ｃｏ ． ， Ｌｔ ｄ ｗａ ｓ ｉ ｎｔ ｒ ｏ ｄｕ ｃ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎｄ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ．
（ Ｉ ．鞍钢集 团钢铁研 究院 ， 辽宁鞍山 １ １ ４ ０ ０ ９ ； ２ ． 鞍钢股份有限公 司市场营销中心 ， 辽宁鞍山 １ １ ４ ０ ０ ２ ）
【 摘要】 介绍 了鞍钢连 续退 火机组试制屈服强度 ７ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ 级冷轧耐候双相钢 的工艺流 程， 并 对所研 究钢板 进行 了力 学性 能测试 和 显 微 组 织分 析 。 结果 表 明 ， 通过 常规 喷 气冷 却 连 退
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第21卷第8期2009年8月 钢铁研究学报 Journal of Iron and Steel ResearchVol.21,No.8August 2009作者简介:黄全伟(19842),男,硕士生; E 2m ail :hqll354@ ; 修订日期:2009203202700MPa 级热轧双相钢的组织和性能黄全伟, 宋仁伯, 周乐育, 方 圆, 刘雅政(北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083)摘 要:采用热模拟并借助光学显微镜、SEM 技术研究了双相钢的相变规律及不同工艺参数下的组织演变规律。
根据热模拟结果在实验室试制出700MPa 级热轧双相钢,优化了轧制和冷却工艺参数。
实验结果表明:热轧双相钢组织为多边形铁素体+马氏体岛,抗拉强度730MPa ,屈强比0162,伸长率2316%,达到了DP700级双相钢的性能要求,并讨论了热轧卷取温度对双相钢最终力学性能的影响。
关键词:双相钢;组织;性能;控制冷却;卷取温度中图分类号:T G 14211 文献标识码:A 文章编号:100120963(2009)0820021204Microstructure and Property of 700MP a G rade H otR olled Du al Phase SteelHUAN G Quan 2wei , SON G Ren 2bo , ZHOU Le 2yu , FAN G Yuan , L IU Ya 2zheng(School of Materials Science and Engineering ,University of Science and Technology Beijing ,100083,China )Abstract :The phase transformation rule of test steels and the microstructure evolution for different process parameters were investigated by using thermal simulation ,scanning electron microscope (SEM ).700MPa grade hot rolled dual phase steels were pilot 2produced based on the results of thermal simulation ,and the hot rolling and cooling parameters were also optimized.The results of experiments indicate that the microstructure is comprised of ferrite and martensite ;tensile strength is 730MPa ,yield ratio is 0162,and elongation rate is 2316%,ratio the tested steel reaches the desired properties of DP700class of these steels.And the influence of coiling temperature on final mechanical property was discussed.K ey w ords :dual phase steel ;microstructure ;property ;controlled cooling ;coiling temperature 随着向高安全性、经济环保和长使用寿命方向发展,对汽车用钢要求越来越高,世界各大钢铁公司均致力于开发高强度汽车板。
双相钢由铁素体+马氏体组成,具有低屈强比,高初始加工硬化速率,良好的强度和延性配合等特点,已发展成为一种汽车用高强度新型冲压用板。
在美国钢铁协会同一些世界钢铁大厂共同推动的超轻量车体计划中,74%高强度汽车板均采用双相钢[1]。
获得铁素体+马氏体双相组织的关键是轧后冷却工艺,因为冷却工艺参数对双相钢最终组织形貌和力学性能具有显著影响。
笔者开发了一种含Cr 、Mo 和Nb 的热轧双相钢,采用未再结晶区控制轧制和轧后两段水冷却控制的冷却工艺进行了实验室热模拟和轧制实验,研究了轧制和冷却工艺参数对热轧双相钢组织和力学性能的影响规律,制备出DP700双相钢,为工业生产提供参考依据。
1 实验材料及实验方案111 实验材料 实验钢的化学成分(质量分数,%)为:C 01064,Si 0165,Mn 1108,Cr 0157,Mo 0136,Nb 01047,P 01009,S 01006。
112 实验方案 实验钢由真空感应炉冶炼,锭重28kg ,铸锭经锻造切割成尺寸为40mm ×80mm ×100mm 的坯料,在Gleeble 21500热模拟机上进行了压缩及冷却实验,绘制CC T 曲线,并利用该实验机研究了变形及冷却参数对实验钢组织形貌的影响规律。
根据热模拟实验结果制定轧制和冷却工艺。
将钢坯在实验室四辊轧机上经7道次轧制到315mm 厚,加热温度1200℃,保温1h ,开轧温度1150℃,终轧温度控制在830～850℃。
轧后冷却过程依次为:第一段水冷→两段水冷间隔空冷→第二段水冷→随炉冷却或空冷。
由于第一段和第二段水冷时冷却速度较快,基本不发生相变。
在两段水冷间隔空冷一定时间,以保证80%左右的奥氏体转变为多边形铁素体。
组织中剩余的20%左右的残余亚稳奥氏体缓冷至马氏体相变点以下时转变为马氏体。
2 热模拟实验211 实验钢的CCT 曲线 实验钢锻造开坯后经线切割加工成<8mm ×16mm 试样。
在Gleeble 21500热模拟机上测定850℃变形50%后以不同冷却速度(v =1、3、5、10、20℃/s )冷却到室温的CCT 曲线(图1)。
从图1可见,实验钢的CC T 曲线主要由两部分组成:温度区间为800～690℃的铁素体(F )转变区和温度区间为600～440℃的贝氏体(B )转变区,铁素体和贝氏体转变区间由亚稳奥氏体(A )区分隔开。
CC T 曲线上有很宽的卷取温度区间,这样实际热轧生产过程中很容易获得铁素体+马氏体双相组织[2]。
当v =1～5℃/s 时,有先共析铁素体出现,随冷却速度增加,铁素体量逐渐减少;当v =10、20℃/s 时,只发生贝氏体转变,因此在轧后冷却时,由于第一图1 实验钢的连续冷却转变曲线Fig 11 Continuous cooling transform ation curve of specimen次水冷却速度v =30～50℃/s ,所以能很好地抑制先共析铁素体的出现。
212 变形和冷却工艺对显微组织的影响 在Gleeble 21500热模拟实验机上进行两道次变形和分段冷却热模拟实验,热模拟工艺示意图示于图2。
根据实验钢的CCT 曲线可知,铁素体转变区温度范围为800～690℃,设第二道次变形温度t 1=800～850℃,设两段水冷间隔待温温度t 2=700～730℃。
在卷取温度范围保温600s 后模拟卷取过程,以分析卷取温度对实验钢马氏体相组织形态的影响。
表1列出了变形温度和变形量对铁素体转变量及晶粒尺寸的影响。
表2列出了两段水冷间隔保温温度和保温时间对铁素体转变量和晶粒尺寸的影响。
实验结果表明,较低的变形温度和较大的变形量均有利于增加铁素体转变量,而且变形量的影响效果比变形温度强,当精轧累计变形量达到60%时,在800～830℃变形温度范围内,铁素体转变量增加和晶粒细化的趋势较小。
随着两段水冷间隔保温时间的延长,铁素体转变量增加,晶粒尺寸逐渐粗化。
当保温时间超过15s ,保温温度在700～730℃范围内时,铁素体转变量和尺寸变化较小,铁素体转图2 热模拟工艺示意图Fig 12 Sketch of therm al simulating process表1 不同的变形温度和变形量下实验钢的铁素体体积分数和晶粒尺寸T able 1 F errite size and volume fraction for different deform ation temperatures and deform ation ratio 变形温度/℃变形量40%变形量60%体积分数/%晶粒尺寸/μm体积分数/%晶粒尺寸/μm8002021743317830403198501521926313・22・ 钢 铁 研 究 学 报 第21卷表2 不同保温温度和保温时间下实验钢的铁素体体积分数和晶粒尺寸T able 2 F errite size and volume fraction of specimen for different holding temperature and different holding time 保温时间/s保温温度700℃保温温度730℃体积分数/%晶粒尺寸/μm体积分数/%晶粒尺寸/μm10433171565415704172076419变量可超过65%。
由图3可见,500℃卷取时,马氏体尺寸较小,但由于发生了贝氏体转变,马氏体体积分数降低。
600℃卷取时,亚稳奥氏体全部转变为马氏体,马氏体呈岛状弥散分布。
3 热轧实验311 轧制工艺参数和力学性能 根据两道次变形热模拟结果,设精轧变形量为图3 模拟卷取温度在500℃(a)和600℃(b)时实验钢的显微组织(SEM)Fig 13 SEM im ages of specimen at coiling temperature of 500℃(a)and 600℃(b)60%,终轧温度830℃,空冷开冷温度730℃。
由于轧制过程中多道次变形与热模拟相比更利于铁素体转变,即形变诱导铁素体相变效应更显著,因此将实验钢两段水冷间隔空冷时间缩短至12s ,分别在550℃和600℃卷取,以确定卷取温度。
轧制及冷却工艺参数列于表3,实验钢的力学性能列于表4。
由表3和4可知,随着卷取温度的降低,屈服强度略有增加,屈强比提高,抗拉强度下降,而总伸长率提高,这与组织中马氏体体积分数减少有关。
实验结果表明,实验钢在600℃卷取可获得较好的力学性能。
312 显微组织分析 图4为1号实验钢的显微组织。
可看出,1号实验钢的组织为尺寸均匀的多边形铁素体+马氏体,有少量粒状贝氏体,铁素体体积分数为75%,晶粒尺寸510μm ,马氏体块略微沿轧向延伸。
贝氏体团心部弥散分布着细小的MA 岛。
图5为2号实验钢的显微组织。