第二代低抗壓強度trip碳鋼軋制工藝制作及評審衍生習性

來源: 網絡整理 2020-02-05

熱軋后形成的原始馬氏體與臨界退火時形成的殘余奧氏體使TRIP鋼具有良好的強度和塑性。研究結果表明:實驗用鋼可獲得1000MPa以上的抗拉強度和30%以上的斷后延伸率,且強塑積>30GPa?%。故在滿足力學性能的前提下,應盡量降低鋼的含碳量以保證良好的焊接性能。最初將這種低合金TRIP鋼稱為殘余高強度鋼或TRIP型復合組織鋼。普通的TRIP鋼大約含有15mass%C,5mass%Si和5mass%Mn。然而,過高的Mn含量(≥5%)卻是不利的,一方面會導致組織呈帶狀化,另一方面殘余奧氏體過分穩定,也不利于相變的發生。在冷軋板上取160mm×30mm的矩形板料,作為退火熱模擬標準試樣,按照GB/T228-200把每個160mm×30mm矩形熱模擬試樣加工成80mm標距的非比例拉伸試樣。在等溫溫度相同時,加熱溫度越高,轉變率也相應增大。由于TBF鋼的碰撞韌性和疲勞強度特性也很好,因此人們期待不僅可以使用薄鋼板,而且也能使用線材和棒材制作汽車零部件(螺栓、彈簧、熱鍛造件和冷鍛造件)。近年來,為進一步提高沖壓成形性,新日鐵公司開發了以母相組織為均勻細化板條狀組織的2種新型低合金TRIP鋼。但是,對于使用強度超過1180MPa級鋼板制造汽車零部件時,人們特別關心零部件的防延遲斷裂特性。奧氏體少量逐步地轉變有利于獲得較高的塑性。超過1200MPa的超高強度鋼容易發生氫脆性,而TBF鋼因為能夠吸收氫,因此能夠抑制氫脆化。含8%B2O3渣的粘度會隨著w(Al2O/w(SiO比的提高而下降,結果顯示Al2O3呈堿性,而較高的B2O3含量則能使結晶器保護渣的熔點保持穩定。在變形初始階段(ε<0應變速率越高,n值越大。結果表明,碳含量2%的鋼只要在150℃~350℃下淬火然后保溫2小時,就能獲得足夠高的強度和韌性。通過先對鋼板進行勻質化處理,可以減少微觀結構帶的含量,進而獲得更大的韌性。

般說來,殘余奧氏體具有使工具鋼等鋼的硬度下降和尺寸變化等負面作用,因此使用前通常要通過冷處理等來減少殘余奧氏體的體積百分數。不同冷軋壓下率50%、55%、60%、65%的實驗鋼按照820℃×110s+410℃×440s的工藝進行熱模擬,確定最佳的冷軋壓下率。早期的TRIP鋼因含有較多的Ni、Cr等合金元素,成本較高,使用受到限制。盡管高Si較容易控制殘留奧氏體的含量,但生產中存在一下問題:(a)連鑄坯韌性較差,不易生產。依據膨脹量-時間曲線,計算出相變過程中的組織轉變率,分別統計不同工藝下的轉變率以及對應的時間關系。由于汽車行業的高速發展,汽車用鋼已發展到高強塑積(≥30GPa?%)的第三代鋼。傳統TRIP鋼的制備工藝為臨界區退火,之后貝氏體區等溫,最終得到鐵素體、貝氏體、殘余奧氏體和部分馬氏體的多相組織。

其中殘余奧氏體的體積分數和穩定性是TRIP鋼是否具有良好性能的關鍵所在。北京科技大學的李振等人研究了第三代高強度高塑性TRIP鋼的退火工藝對性能的影響和組織演變規律。

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