下载文档原格式
DP590冷轧板热处理的组织和性能霍刚;李振兴;岑一鸣;李国栋【摘要】为了加速国内双相钢的开发和应用,采用CAS-300Ⅱ模拟退火实验机,通过模拟退火实验,研究了加热速率、临界区退火温度、过时效温度、过时效时间对DP590双相钢组织性能的影响.结果表明,加热速率在5～60℃/s内增加时,屈服强度、抗拉强度均增加,延伸率、强塑积均减小；临界区退火温度在780～850℃内增加时,屈服强度、抗拉强度先减小后增加,延伸率、强塑积均增加；过时效温度在260 ～400℃内增加时,屈服强度增加,抗拉强度减小,延伸率整体呈增加趋势,屈强比增加；在280℃进行过时效,过时效时间在240～480 s内增加时,屈服强度、抗拉强度均减小,延伸率、强塑积先减小后增加.【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(034)007【总页数】5页(P944-947,970)【关键词】冷轧板;双相钢;热处理;显微组织;力学性能【作者】霍刚;李振兴;岑一鸣;李国栋【作者单位】东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110819;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110819;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110819;东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110819;本钢浦项冷轧薄板有限责任公司,辽宁本溪117000【正文语种】中文【中图分类】TG156.1双相钢是由低碳钢或低合金钢经过临界区热处理或控轧控冷获得，其组织主要由铁素体和马氏体组成[1-2].与传统的低合金高强钢相比，双相钢具有较低的屈强比，较高的初始加工硬化率、烘烤硬化值以及优良的成型性能等特点，成为一种新型的冲压用钢，并广泛应用于汽车工业[3-4].双相钢的研究起始于20世纪70年代，1968年Mcfarlan提出了关于双相钢的第一个专利.Hayami和Furukawa[5]详细阐述了双相钢的化学成分、显微组织、力学性能等.Son[6]采用等通道角度挤压法试制了超细晶粒双相钢，发现在500 ℃进行4%的应变，然后于730 ℃保温10 min后淬火，可得到性能优良的超细晶粒双相钢.韩会全等[7]研究了两相区热处理对不同初始组态钢板组织性能的影响，发现相同工艺下，初始晶粒越细，马氏体体积分数越多.Krebs等[8]对双相钢中带状组织的影响因素进行了研究，发现奥氏体化温度越低，冷却速度越小，带状组织越明显.目前，冷轧双相钢主要采用连续退火的方式生产，工艺比较成熟，但生产周期长、效率低，表面质量难以保证，并且易出现带状组织.退火工艺参数是决定双相钢组织性能的关键因素，并且其与生产效率密切相关.因此本文以国内某钢厂提供的DP590冷轧板为原料，通过模拟退火实验研究了加热速率、临界区退火温度、过时效温度、过时效时间的作用，供实际工业生产参考.1 实验材料和方法1.1 实验材料实验采用某钢厂提供的DP590冷轧板，其化学成分(质量分数/%)为：0.080C，0.479Si，1.810Mn，0.162Cr，0.014P，0.004S，0.004N，0.040Als.冷轧板的原始组织由铁素体和珠光体组成，图1为实验钢经过4%的硝酸酒精溶液腐蚀后的显微组织图片，灰白色组织为铁素体，黑色组织为珠光体.模拟退火的试样尺寸为500 mm×150 mm×1.4 mm.图1 实验钢的显微组织Fig.1 The microstructure of the steelusing in the experiment1.2 实验方法采用CAS-300Ⅱ模拟退火实验机，对加热速率、临界区退火温度、过时效温度、过时效时间分别进行了实验研究.基本工艺参数为：以30 ℃/s的速度将实验钢板加热到800 ℃，保温110 s后，以2 ℃/s的速度缓慢冷却至680 ℃，然后以35 ℃/s的速度快速冷却至280 ℃进行过时效，过时效时间为420 s，然后以5 ℃/s的速度冷却至45 ℃.在此基础上，通过改变单一的工艺参数，研究其对力学性能的影响.按照GB/T228—2002切取标距为50 mm拉伸试样，然后采用Inston系列4206-006型高速拉伸试验机测定力学性能.再切取金相试样磨制、抛光，经4%的硝酸酒精腐蚀后，分别采用LEICA Q550IW金相显微镜、ZWISS扫描电子显微镜观察其显微组织.2 实验结果与分析2.1 显微组织图2为不同加热速率下实验钢的显微组织.灰白色组织为铁素体，深灰色组织为马氏体.可以看出，加热速率在5～60 ℃/s内增加时，铁素体、马氏体晶粒均发生细化，马氏体体积分数增加.这是由于加热速率增加时，加热温度达到两相区后奥氏体形核点较多，其形核率的增加大于长大速度，奥氏体长大受到抑制，晶粒发生细化.由于组织遗传性，使得最终的铁素体、马氏体晶粒尺寸较小，并且马氏体体积分数略微增加.图2 不同加热速率下实验钢的显微组织Fig.2 The microstructures of experimentalsteels at different heating speeds(a)—5 ℃/s； (b)—15 ℃/s；(c)—30 ℃/s； (d)—60 ℃/s.图3为不同退火温度下实验钢的显微组织.可以看出，退火温度在780～850 ℃内增加时，马氏体晶粒由岛状向块状过渡，马氏体晶粒尺寸变大.此外，利用Photoshop软件统计分析，退火温度分别为780，800，830，850 ℃时，相应的马氏体体积分数分别约为30%，26%，20%，21%.图3 不同退火温度下实验钢的显微组织Fig.3 The microstructures of the tested steelsat different annealing temperatures(a)—780 ℃； (b)—800 ℃；(c)—830 ℃； (d)—850 ℃.图4为不同过时效温度下实验钢的扫描照片，颜色较浅、凸起的组织为马氏体.可以看出，过时效温度为260 ℃时，马氏体基本不分解，马氏体边界较清晰；280 ℃时，少量马氏体开始分解，边界较为模糊；400 ℃时马氏体大量分解.图4 不同过时效温度下实验钢的扫描照片Fig.4 The SEM micrographs of the tested steelsat different overaging temperatures(a)—260 ℃； (b)—280 ℃；(c)—320 ℃； (d)—400 ℃.图5为过时效温度为280 ℃时，不同过时效时间下实验钢的显微组织图片.过时效时间在240～480 s内增加时，马氏体逐渐分解.过时效时间小于300 s时，铁素体基体上存在较多的粒状M-A岛，超过420 s时，粒状M-A岛基本消失.2.2 力学性能图6显示了不同加热速率下实验钢的力学性能.加热速率在5～60 ℃/s内变化时，随加热速率增加，屈服强度、抗拉强度均增加，延伸率、强塑积均减小，屈强比在0.44～0.46范围内变化.随图5 不同过时效时间下实验钢的显微组织Fig.5 The microstructures of the experimentalsteels at different overaging time(a)—240 s； (b)—300 s；(c)—420 s； (d)—480 s.图6 不同加热速率下实验钢的力学性能Fig.6 The mechanical properties of experimentalsteels at different heating speeds加热速率的增加，铁素体、马氏体晶粒均发生细化，马氏体体积分数增加，因此屈服强度、抗拉强度均增加.加热速率较大时，铁素体中碳氮化物溶解量较小，缓慢冷却过程中铁素体析出净化作用减弱，结果，延伸率随加热速率的增加呈减小趋势. 图7显示了不同退火温度下实验钢的力学性能.退火温度在780～850 ℃内变化时，随着退火温度的增加，实验钢的屈服强度、抗拉强度先减小，然后略微增加.延伸率、强塑积均呈增加趋势.退火温度在一定范围内升高时，奥氏体体积分数增加，奥氏体中平均碳含量减小，其稳定性下降，随后缓慢冷却过程中，由于冷却速度较小，低碳奥氏体重新分解，附生铁素体体积分数增加，马氏体体积分数减小，结果屈服强度、抗拉强度都有下降趋势，屈强比、延伸率得到明显改善[9].但退火温度进一步升高时，奥氏体体积分数不断增加，最终马氏体体积分数增加，使得强度略微增加.图7 不同退火温度下实验钢的力学性能Fig.7 The mechanical properties of experimentalsteels at different annealing temperatures图8显示了不同过时效温度下实验钢的力学性能.过时效温度在260～400 ℃内变化时，随着过时效温度的增加，屈服强度增加，抗拉强度减小，延伸率整体呈增加趋势.图8 不同过时效温度下实验钢的力学性能Fig.8 The mechanical properties of experimentalsteels at different overaging temperatures过时效相当于对淬硬的马氏体进行在线回火，可改善最终的力学性能.但随着过时效温度的增加，马氏体逐渐分解，并且晶格畸变程度减小，使得抗拉强度下降.过时效温度较高时，铁素体、马氏体相界面处大量位错对消或重新排列，使得可动位错密度减小，屈服强度增加.并且在较高温度下铁素体中有碳化物或细小沉淀相析出，间隙原子扩散集聚成间隙原子团，共同钉扎位错，使得屈服强度进一步增加，甚至出现屈服平台[10].图9显示了不同过时效时间下实验钢的力学性能.过时效温度为280 ℃，过时效时间在240～480 s内变化时，随过时效时间增加，屈服强度、抗拉强度均减小，延伸率、强塑积先减小后增加.随过时效时间的增加，马氏体发生回复，马氏体内的位错密度减小，使得其硬度降低、强度下降，抗拉强度减小.而且马氏体与周围铁素体的塑性应变不相容性减小，因此马氏体对铁素体变形的阻碍作用减小，屈服强度降低，延伸率得到改善.图9 不同过时效时间下实验钢的力学性能Fig.9 The mechanical properties of experimentalsteels at different overaging time3 结论1) 加热速率在5～60 ℃/s内变化时，随加热速率增加，屈服强度、抗拉强度均增加，延伸率、强塑积均减小，屈强比在0.44～0.46范围内变化.2) 退火温度在780～850 ℃内变化时，随着退火温度的增加，实验钢屈服强度、抗拉强度先减小后增加，延伸率、强塑积均呈增加趋势.3) 过时效温度在260～400 ℃内变化时，随着过时效温度增加，屈服强度增加，抗拉强度减小，延伸率整体呈增加趋势，屈强比明显增加.4) 过时效温度为280 ℃，过时效时间在240～480 s内变化时，随过时效时间增加，屈服强度、抗拉强度均减小，延伸率、强塑积先减小后增加.参考文献：[1] Wycliffe P.Microanalysis of dual phase steels[J].Scripta Metallurgica，1984，18(4)：327-332.[2] Buzzichelli G，Anelli E.Present status and perspectives of European research in the field of advanced structural steels[J].ISIJ International，2002，42(12)：1354-1363.[3] Lanzillotto C A N，Pickering F B.Structure-property relationships in dual-phase steels[J].Metal Science，1982，16(8)：371-382.[4] Sarwar M，Priestner R.Hardenability of austenite in a dual-phase steel[J].Journal of Materials Engineering and Performance，1999，8(3)：380-384.[5] Hayami S，Furukawa T.Micro-alloying[M].New York：Union Carbide Corp，1977.[6] Son Y，Lee Y K，Park K T，et al.Ultrafine grained ferrite-martensite dual phase steels fabricated via equal channel pressing：microstructure and tensile properties[J].Acta Materialia，2005，53(11)：3125-3134. [7] 韩会全，刘彦春，张弛，等.两相区热处理对不同初始组态钢板组织性能的影响[J].东北大学学报：自然科学版，2008，29(3)：339-343.(Han Hui-quan，Liu Yan-chun，Zhang Chi，et al.The effect of heattreat ment in γ+α region on microstructures and properties of strips with different intial structures[J].Journal of Northeastern Universtity：Natural Science，2008，29(3)：339-343.)[8] Krebs B，Germain L，Hazotte A，et al.Banded structure in dual phase steels in relation with the austenite-to-ferrite transformation mechanisms[J].Journal of Materials Science，2011，46(21)：7026-7038.[9] Hüseyin A，Hawa K Z，Ceylan K.Effect of intercritical annealing parameters on dual phase behavior of commercial low-alloyedsteels[J].Journal of Iron and Steel Research，International，2010，17(4)：73-78.[10]Fonstein N，Kapustin M，Pottore N，et al.Factors that determine the level of the yield strength and the return of the yield-point elongation in low-alloy ferrite—martensite steels[J].The Physics of Metals and Metallography，2007，104(3)：315-323.。
2010年第3期宝 钢 技 术过时效对冷轧双相钢显微组织和磁性能的影响高 丽1,2,周月明2,沈小丹3,任忠鸣1(1.上海大学,上海 200072; 2.宝山钢铁股份有限公司,上海 201900;3.上海交通大学,上海 200240) 摘要:主要研究了过时效温度和时间对冷轧低碳双相钢显微组织和磁性能的影响。
结果表明,过时效温度对双相钢的显微组织和磁性能影响较大。
随着过时效温度的升高,马氏体体积分数稍有降低,马氏体逐渐发生分解。
透射电镜结果表明,当过时效温度达到380℃时,板条马氏体边界已变得模糊,同时观测到碳化物的析出。
双相钢的磁性能对过时效温度非常敏感。
矫顽力和磁滞损耗随过时效温度的升高逐渐降低,而最大磁导率、剩磁和10000A /m 磁场下的磁感应强度则呈升高趋势。
过时效时间对双相钢显微组织和磁性能有较弱的类似影响。
关键词:双相钢;过时效;显微组织;磁性能中图分类号:TG 142.1+1 文献标志码:B 文章编号:1008-0716(2010)03-0043-05do i :10.3969/j .issn .1008-0716.2010.03.011Effect of O vera ge i n g on the M icrostr ucture and M a gnet icProper ty of C old Rolled D ua l Pha se SteelGAO L i 1,2,ZH OU Yuem ing 2,SH EN X iaodan 3and REN Zh on gm ing1(1.Shan gha i Un iver sity,Shangha i 200072,C h i na;2.Baosha n Iron &Steel C o.,L td.,Shangha i 201900,C h i na; 3.Shangha i J i a otong Un i ver sity,Shan gha i 200240,C h i na ) Ab stra ct:The effect of overageing te m pe r a tur e and ti m e on the m ic r ostructure and magnetic pr operty of cold r olled l ow carbon dual phase steel is inve stigated .The results show that the m icr ostr uc tur e and m agnetic p r operty of c old r olled dual phase steel are greatly aff ected by overageing tempe r a tur e .The increase of ove r ageing te m pe r a tur e not only causes a slight decrea se of m artensite volu m e fracti on but also has a significant influence on m artensite mor phology .The gradual decompositi on of m artensite can be observed with overageing tempe r a ture rising .W hen ove r ageing tempe r a ture is up t o 380℃,m artensite decomposes obvi ously and the p r ecipitation of carbon partic le a ppears .It is f ound that magnetic pr operties of dual phase steel are ve r y sensitive t o ove r ageing tempe r a ture .W ith an increase in ove r ageing te mperature,the coercivity and hysteresis loss decrea se gr adua lly,while the maxi m um per m eability,the re m anence inducti on and magnetic flux density under 10000A /m m agne tic field tend to inc r ease .The overage ing ti m e has a slight si m ilar effect as tha t of the overage ing te mperature .Key wor ds:dua l phase steel;overage ing;m icr ostr uc tur e;magnetic p r ope rty高 丽 博士 年生 年毕业于哈尔滨工业大学现从事汽车用钢的研究 电话 6652 @630 前言随着汽车业向轻量化、高安全性发展,高性能双相钢因其具有连续屈服、低的屈强比、高的初始加工硬化速率、配合良好的强度和延性等优点,逐渐成为现代汽车用钢的重要组成部分,被广泛应用于车轮、车门、保险杠、悬挂系统及其加强件等[3]。
收稿时间:2002-03-18作者简介:李四军(1972-),男,新疆奎屯市人,本溪冶专讲师.文章编号:1008-3723(2002)02-0029-03平整对08Al 钢冷轧薄板性能影响的研究李四军1,齐克敏2,叶何舟2,高毅3,尹红3(1.本溪冶金高等专科学校冶金系,辽宁本溪117022;2.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004;3.鞍钢冷轧厂,辽宁鞍山114000)摘 要:通过对鞍钢冷轧厂平整前后08Al 带钢深冲性能和成型性能的测定实验,研究了平整对冷轧深冲板性能的影响规律。
实验结果表明,平整有利于均匀08Al 钢冷轧薄板的性能,提高08Al 钢冷轧薄板的深冲性能,但是,平整也在一定程度上损害了08Al 钢冷轧薄板的成型性能。
关键词:平整;08Al 钢冷轧薄板;深冲性能;成型性能中图分类号:TG 335.12文献标识码:A0 前言 平整是深冲用冷轧钢板不可缺少的一道工序。
这是因为冷轧带钢经过再结晶退火,虽然消除了加工硬化组织,但却使力学性能和加工性能变坏。
这时带钢的应力应变曲线具有明显的上屈服极限,并且在下屈服极限处出现屈服平台〔1〕〔2〕。
而带有屈服平台的钢板在冲制零件时,当变形在5～15%时就会出现碳、氮原子与位错脱锚而产生滑移线,从而使冲压件表面留下难以掩饰的缺陷。
因此,带有屈服平台的钢板必须经平整加工才能用做汽车板等的覆盖件。
为了弄清平整前后08Al 钢冷轧薄板性能的变化规律,本实验基于鞍钢冷轧厂生产的08Al 冷轧钢卷,着重进行了最佳平整延伸率(即板厚的百分数)〔3〕下冲压性能和成型性能的实验研究。
1 实验1.1 实验材料所用实验试样均是从鞍钢冷轧厂生产现场取样,要求板形良好,无明显缺陷,平整前后试样取自同一卷钢中间位置,以保证平整前后的性能参数有可比性。
所取试样的化学成分如表1所示。
表1 实验钢的化学成分 (%)CSiMnPSCrNiNAsAl0.060.020.250.0130.0150.010.010.0360.010.0521.2 实验过程1.2.1 拉伸实验力学性能参数由拉伸实验获得。
连退过时效温度对铝系双相钢成形性能的影响研究摘要：本文试验研究分析了连退过时效温度对新型铝系双相钢的成形性能的影响。
研究结果发现，随着过时效温度的降低，新型铝系双相钢的屈服强度降低，抗拉强度提高，屈强比R p0.2/R m降低，加工硬化指数n值提高，塑性应变比r值提高，加工硬化系数k值提高；结果表明，较低的过时效温度有助于新型铝系双相钢获得优良的成形性能。
关键词：双相钢，过时效，连续退火，成形性能Effect of Overaging Temperature on the Forming Properties of High AluminumDual Phase SteelAbstract: The effect of overaging temperature on the foming properties of high aluminum dual phase steel has been studied in this paper. It can been noticed by the research that with the decrease of the overaging temperature, the orginal dual phase steel have a lower yeild strength and a higher tensile strength, as well as a higher n-value and a higher r-value. The research results indicated that the lower overaging temperature will make some contribution to the better foming propeties of the original high aluminum dual phase steel.Key words: dual phase steel, overaging, continuous annealing, forming properties1 前言双相钢是一种以相变强化为基础的先进高强钢，微观组织由高延性的铁素体加强韧的马氏体所构成。
冷轧工艺改进对铝合金板材的表面平整度和拉伸性能的影响研究冷轧工艺是将铝合金板材通过一系列冷加工过程来改善其表面平整度和机械性能的工艺。
本文将研究冷轧工艺改进对铝合金板材的表面平整度和拉伸性能的影响。
首先，冷轧工艺改进对铝合金板材的表面平整度有显著的影响。
由于冷轧工艺中的压辊能够将板材表面更均匀地挤压，使得表面瑕疵得以消除，提高了表面的平整度。
此外，冷轧工艺中加工过程中的温度低于材料的回弹温度，能够抑制板材的回弹变形，进一步提高了表面平整度。
其次，冷轧工艺改进对铝合金板材的拉伸性能也有一定的影响。
冷轧工艺能够改变铝合金板材的晶粒结构和组织形态，使其晶粒更加细小均匀，从而提高了板材的强度和韧性。
此外，冷轧工艺还可以消除铝合金板材的孔洞和夹杂物，提高了板材的致密性和抗拉强度。
因此，冷轧工艺改进能够显著提高铝合金板材的拉伸性能。
然而，冷轧工艺改进也存在一些挑战。
首先，冷轧过程中可能会产生内应力和复合应力，如果不加以控制和调整，会导致板材变形或开裂。
因此，需要合理选择轧制工艺参数和工艺流程，以减小应力和应变的影响。
其次，冷轧工艺改进还需要合适的润滑剂和冷却设备，以保证板材在加工过程中的温度和摩擦系数的控制，从而提高板材的表面平整度和拉伸性能。
综上所述，冷轧工艺改进对铝合金板材的表面平整度和拉伸性能有显著影响。
通过改善表面平整度和提高拉伸性能，可以满足不同领域对铝合金板材的要求，使其在航空、汽车、电子等领域的应用得到更广泛的推广和应用。
因此，在未来的研究中，我们应该进一步优化冷轧工艺参数和工艺流程，以提高铝合金板材的综合性能，并探索新的冷轧工艺方法和技术，以满足不断发展的工业需求。
冷轧工艺是一种常见的金属加工工艺，广泛应用于铝合金板材的生产过程中。
冷轧工艺改进对铝合金板材的表面平整度和拉伸性能有着重要的影响。
本文将进一步探讨冷轧工艺改进对铝合金板材的表面平整度和拉伸性能的影响，并分析其原因。
首先，冷轧工艺改进对铝合金板材表面平整度的影响主要体现在以下几个方面。
冷轧工艺优化在带钢表面硬度和塑性改善中的应用研究冷轧是带钢生产过程中的一项重要工艺，其通过减小带钢截面尺寸，同时改变其晶粒结构和力学性能，从而达到改善带钢表面硬度和塑性的目的。
冷轧工艺中的一项关键技术是轧制参数的优化。
通过调整轧机轧辊的几何形状、轧制力、轧制速度和轧制温度等参数，可以使带钢获得不同的力学性能。
同时，轧制温度和轧制速度的改变还可以引起带钢晶粒结构的变化，进一步影响带钢的硬度和塑性。
在冷轧工艺中，带钢的硬度主要是由晶粒尺寸和晶粒结构控制的。
经典的哈尔德方程表明，晶粒尺寸的减小会使材料的硬度提高。
因此，通过冷轧工艺的优化，可以使带钢的晶粒尺寸减小，从而提高其硬度。
此外，轧制过程中高力学应变速率的作用还可以造成晶粒变形，进一步改善带钢的塑性。
在实际冷轧生产中，提高带钢的表面硬度并协调其塑性是一个相对复杂的问题。
通常情况下，提高带钢的硬度会导致其塑性下降，从而影响带钢的加工和使用性能。
因此，在带钢冷轧工艺中，需要通过优化轧制参数来平衡硬度和塑性之间的关系。
一种常用的改善带钢硬度和塑性的方法是采用多道次轧制工艺。
在多道次轧制过程中，每一道次的轧制参数都可以进行优化，以实现硬度和塑性的双重提高。
通过多道次轧制，可以逐渐减小带钢的截面尺寸，有效地控制晶粒尺寸和晶粒结构的变化。
同时，由于每一道次的轧制过程都是相对较小的变形，可以有效地降低带钢的应力应变，以避免材料的塑性韧性下降。
此外，冷轧过程中的减速段设计也是优化带钢表面硬度和塑性的重要环节。
减速段是指连续轧机中轧制过程的最后一道次，通常处于相对较低的温度下进行。
通过合理设计减速段的轧制参数，可以使带钢的晶粒迅速恢复正常状态，进一步改善带钢的塑性。
除了轧制参数的优化外，带钢硬度和塑性的改善还可以通过载荷条件调控和辅助工艺措施来实现。
例如，采用适当的预拉和淬火工艺，可以使带钢表面获得更高的硬度，较低的塑性，以满足不同工程应用的需求。
综上所述，冷轧工艺优化在带钢表面硬度和塑性改善中具有重要的应用价值。
