加熱工藝對(duì)雙相鋼組織和性能的影響

劉宏亮

摘 要：為了系統(tǒng)研究加熱工藝對(duì)冷軋雙相鋼組織和性能的影響，本研究利用連退熱模擬試驗(yàn)機(jī)，分別設(shè)計(jì)不同加熱工藝，并對(duì)雙相鋼進(jìn)行模擬試驗(yàn)，結(jié)合組織以及力學(xué)性能測(cè)試，研究加熱工藝對(duì)雙相鋼的影響作用。研究結(jié)果表明，提高加熱溫度，因奧氏體化更加充分，制備的樣品組織中馬氏體比例明顯增加，最終導(dǎo)致材料強(qiáng)度升高，延伸率降低。依據(jù)成分設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)備狀態(tài)，可通過改變加熱工藝獲得不同力學(xué)性能的雙相鋼材料。

關(guān)鍵詞：熱模擬；冷軋雙相鋼；組織；力學(xué)性能

中圖分類號(hào)：TG156 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）03-0068-02

1 引言

雙相鋼是目前汽車白車身使用的主要高強(qiáng)鋼產(chǎn)品，雙相鋼（DP鋼）顧名思義它是由兩相組織組成，比較軟的鐵素體組織和硬度較高的馬氏體組織，因此，具有屈強(qiáng)比低，延伸率較高，成型性比較好的特點(diǎn)，分為600MPa～1000MPa級(jí)[1-4]。由于節(jié)能減排的要求，各主機(jī)廠都在想辦法降低車身重量，800MPa級(jí)雙相鋼是目前使用的熱點(diǎn)鋼種。

雙相鋼強(qiáng)度級(jí)別越高，其生產(chǎn)工藝窗口越窄，生產(chǎn)難度也越大，為了確定不同工藝參數(shù)對(duì)于雙相鋼生產(chǎn)的影響，本研究采用實(shí)驗(yàn)室模擬的方法，針對(duì)加熱工藝進(jìn)行系統(tǒng)分析，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試雙相鋼提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

2 試樣制備與實(shí)驗(yàn)方法

2.1 試樣制備

本實(shí)驗(yàn)所選用雙相鋼為工業(yè)產(chǎn)品，經(jīng)過轉(zhuǎn)爐冶煉，LF爐精煉處理，連鑄制備成230mm厚板坯，在經(jīng)過熱軋制備成3.0mm厚度熱軋?jiān)?，冷軋?.4mm厚度連退原料板。其化學(xué)成分如表1所示。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法與測(cè)試技術(shù)

本研究采用連退熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行中試模擬實(shí)驗(yàn)，將試樣加熱到800～850℃，均熱保溫3min，以1℃/s的冷卻速率冷至750℃后，以30℃/s的冷卻速率快速冷卻至300℃后，保溫3min，完成連退模擬試驗(yàn)。

連退后板料加工成拉伸試樣，依據(jù)GB/T228《金屬材料室溫拉伸實(shí)驗(yàn)方法》，使用CMT30噸微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。金相組織采用型號(hào)為OLYMPUS -BX51金相顯微鏡以及EVO50掃描電鏡進(jìn)行分析。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 不退火工藝雙相鋼組織

不同退火溫度下的典型金相組織，如圖1所示。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，加熱溫度比較高的樣品，晶粒尺寸較粗大，馬氏體比例增加，組織中具體馬氏體比例數(shù)據(jù)如圖2所示。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，隨著退火溫度的增加，馬氏體比例逐漸增加，退火溫度為800℃時(shí)，馬氏體比例約為30%，而退火溫度增加為825℃時(shí)，馬氏體比例約占40%，本研究加熱溫度最高為850℃，此時(shí)，馬氏體比例已經(jīng)超過50%。

3.2 不退火工藝雙相鋼力學(xué)性能

不同退火溫度條件下的力學(xué)性能，如圖3所示。隨著退火溫度的升高，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度增加，延伸率明顯下降。其中800℃退火條件下，抗拉強(qiáng)度略低，延伸率最高，為18.6%。而850℃退火條件，雙相鋼的延伸率最低，為14.5%，抗拉強(qiáng)度最高，875MPa。

3.3 微觀組織分析

不同退火條件下，試驗(yàn)鋼的微觀組織如圖4所示，退火溫度較低時(shí)，組織中鐵素體的比例增加，馬氏體較少，主要以島狀為主，趨近于圓形，變形協(xié)調(diào)能力較好，因此延伸率較高，成型性好。而退火溫度較高時(shí)，馬氏體主要以塊狀為主，尺寸較大，有典型板條形貌特征，硬度較高，因此，強(qiáng)度高，延伸率低。

4 結(jié)語

（1）提高退火加熱溫度，因奧氏體化更加充分，馬氏體比例明顯增加，此外，馬氏體主要以塊狀為主，尺寸較大，有典型板條形貌特征，硬度較高。（2）提高退火加熱溫度，由于馬氏體比例增加，導(dǎo)致材料強(qiáng)度升高，延伸率降低。（3）現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)可依據(jù)不同使用要求，通過改變加熱工藝獲得不同力學(xué)性能的雙相鋼材料。

參考文獻(xiàn)

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