高强TRIP钢中合金元素的分布规律

高强 Ｔ ＲＩ Ｐ钢 中合 金 元素 的分 布 规律
熊 自柳 ， 刘 宏 强 ， 蔡 庆伍 ， 江 海涛
（ １ ．河 北 钢 铁 技 术 研 究 总 院 ， 河北 石家庄 ０ ５ ０ ０ ０ ０ ； ２ ．北 京 科 技 大学 冶金 工 程 研 究 院 ，北 京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
２ ．Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ，Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ３，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
汽车 板 向 高 强 度 方 向发 展 是 重 要 趋 势 口 。 ］ 。目
前 研 发高 强 Ｔ Ｒ Ｉ Ｐ钢 的 主要 思 路是 通 过 添加 合 金元 素和 控制 轧制 与退火 工艺 ， 达到 强 化组 织 的 目的 ， 因 此， 研 究 合金 元 素 在 ＴＲ Ｉ Ｐ钢 中的 分 布 规 律 尤 为 重
冶炼 成 ２ ５ ｋ ｇ的铸锭 ， 然后经过锻造、 热轧、 酸洗、 冷
轧至 ｌ ＿ ２ ｍｍ。冷 轧 板 的退 火 试 验 在 Ｇ ｌ ｅ ｅ ｂ ｌ ｅ ３ ８ ０ ０
以 １ ０ ℃／ ｓ加 热 到 ８ ２ ０℃ 保 温 ９ ０ Ｓ ， 后 以 强度 增加 ； 奥 氏体 中碳含 量 增加 ， 则 Ｔ ＲＩ Ｐ钢 的抗 拉 上 进 行 ， １ ５ ℃／ ｓ 缓冷到 ７ ０ ０ Ｃ， 然后 快 冷 至 贝 氏 体 区 ４ ２ ０ ℃ 强度 和伸 长率 都会 增加 Ｊ 。
ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ．Ｃａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｄ ｉ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｉ ｎ ａ ｕ ｓ ｔ ｅ ｎ ｉ ｔ ｅ ，ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ａ ｕ ｓ ｔ ｅ ｎ ｉ ｔ ｅ ｉ ｓ ｏ ｆ ７ ０
ＸＩ ＯＮＧ Ｚ ｉ — ｌ ｉ ｕ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｈｏ ｎ ｇ — ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＣＡＩ Ｑｉ ｎ ｇ — ｗｕ ， Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｈａ ｉ — ｔ ａ ｏ
（ １ ． Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ０ ５ ０ ０ ０ ０，Ｈｅ ｂ ｅ ｉ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
ｉ ｔ ｅ ｉ ｓ ｈｉ ｇｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｉ ｎ｛ ｅ ｒ ｒ ｉ ｔ ｅ ．Ｎｂ ａ ｎ ｄ Ａ１ ｗｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ Ｃ ａ ｎｄ Ｎ ａ ｐｐ ｅ ｔ ｅ ｎｃ ｙ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕｔ ｅ ｕ ｎｅ ｖ ｅ ｎｌ ｙ ｉ ｎ ｍ ｏｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｚ ｏｎｅ ． Ｃａ ｒ — ｂｏ ｎ ｃ ｏ ｎｔ ｅ ｎ ｔ ｏｆ ｆ ｅ ｒ ｒ ｉ ｔ ｅ ｉ ｓ ａ ｐ ｐｒ ｏａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｔ Ｏ ｅ ｑｕｉ ｌ ｉ ｂ ｒ ｉ ｕｍ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ． Ｃａ ｒ ｂ ｏｎ ｃ ｏ ｎｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｂａ ｉ ｎｉ ｔ ｅ ｉ ｓ ｄ ｉ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎｇ ｉ ｎ ｏ ｖｅ ｒ ｓ ａ ｔ ｕｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ
Ｒｅ ｖ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ＴＲＩ Ｐ— Ａｓ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ
Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ［ Ｊ ］ ．Ｍａ ｔ ｅ ｒ Ｃ ｈ ａ ｒ ， １ ９ ９ ８ ， ４ ０ ： １ １ １ ． ［ ５ ］ Ｍｏ ｎ ｉ ｄ ｅ ｅ ｐ ａ Ｍ ，Ｓ ｈ ｉ ｖ Ｂ Ｓ， Ｏｍｋ ａ ｒ Ｎ Ｍ．Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＴＲＩ Ｐ Ａｉ ｄ ｅ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ［ Ｊ ］ ．Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ —
笔者 通过 电子 探针 的方法 研究 合 金元 素 在高 强
Ｔ ＲＩ Ｐ钢不 同组织 中的分布 规律 ， 为研 究 ＴＲ Ｉ Ｐ钢 组
织 与力学 性能 提供 一定 的理论 参考 ， 并 为高强 ＴＲ Ｉ Ｐ 钢 成分设 计 提供一 定 的依据 。
要 。到 目前 为 止 ， 大 多 数 学 者 对 合 金 元 素 在 ＴＲ Ｉ Ｐ 钢 中的分 布规 律 的研究 仅 停 留在 定 性 研 究 阶 段 ， 然 而 不 同合 金元 素在 ＴＲ Ｉ Ｐ钢 不 同组 织 中 固溶量 的差 异 直接 影响 ＴＲ Ｉ Ｐ钢 的力学 性 能 。特别 是 碳 含量 在 不 同组 织 中 的分 配 ， 不仅强烈影 响 Ｔ ＲＩ Ｐ钢 屈 服 强
摘 要 ： 利用电子探针 、 ｘ ～ 射 线和 Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ— Ｃ ａ ｌ ｃ 软件 计算 等方 法研 究 了 Ｓ ｉ 、 Ｍｎ 、 Ｎｂ 、 Ｖ、 Ａ１ 、 Ｃ 等 合 金 元 素 在 高 强 ＴＲ Ｉ Ｐ钢 各 组 织 中 的 分 布 规 律 。研究 结果 表 明 ： ｓ ｉ 、 Ｖ、 Ａｌ 等 元 素 在 铁 素 体 中 的 固溶 量 大 于 在 贝 氏体 中 的 固 溶 量 ， Ｍｎ 、 Ｎ ｂ在 贝 氏体 中 的 固溶 量 大 于 在铁 素体 中 的 固溶 量 ； Ｎ ｂ 、 Ａ１ 等 具 有 强 碳 氮 亲 和 力 的元 素 在 测 定 区域 内分 布 不 均匀 ； 铁 素 体 中 的碳 呈 平 衡 态 分 布 ； 贝 氏 体铁 素体 中 的 碳 呈 过饱 和态 分 布 ， 碳元素主要分布于奥氏体中 ， 固溶 碳 大
试验钢在 Ｚ Ｇ Ｊ Ｉ ｏ ． ０ ５ — １ ０ ０ － ２ ． ５ Ｄ 型 真 空 感 应 炉
度、 抗 拉强度 ， 而 且影 响其伸 长率 和 成 型性 能 。合金 元 素在 铁 素体 中 的溶 解 量 增 加 ， 则 ＴＲ Ｉ Ｐ钢 屈 服强
度增加 ； 合 金元 素在 贝 氏体 中的溶解 量 增加 ， 则 抗 拉
ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｉ ，Ｖ ａ ｎ ｄ Ａ１ ｉ ｎ ｆ ｅ ｒ ｒ ｉ ｔ ｅ ｉ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｉ ｎ ｂ ａ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｍｎ ａ ｎ ｄ Ｎｂ ｉ ｎ ｂ ａ ｎ —
ｉ ｎ ＴＲＩ Ｐ ｓ ｔ ｅ源自文库ｅ ｌ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｎ ｐｒ ｏｂ ｅ； ｌ ｉ ｎｅ ｓ ｃ ａｎ ｎｉ ｎｇ； ａ ｒ ｅ ａ ｓ ｃ ａ ｎｎｉ ｎｇ； ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ； ｒ ｅ ｇｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｔ ｙ ｏｆ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕｔ ｉ ｏ ｎ
约占Ｔ Ｒ Ｉ Ｐ钢 中碳 含 量 的 ７ Ｏ 。
关键词 ： 电子 探 针 ； 线扫描 ； 面扫描 ； 冶金 元 素 ； 分 布 规 律 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ０ ９ ６ ３ （ ２ Ｏ １ １ ） １ ０ — ０ ０ ４ ４ ０ ６
Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ Ｈｉ ｇ ｈ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ ＴＲＩ Ｐ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ
・ ４ ９ ・
域 内分 布不 均匀 ； 硅、 锰在 不 同组 织 中分 布 明显 不 均 匀； 钒在 组织 中分 布 比较均 匀 。 ３ ） 碳元 素 在 铁 素 体 中 固溶 量 接 近平 衡 态 ， 固 溶 的碳 大 约 占 ＴＲ Ｉ Ｐ钢 中碳 含量 的 ４ ． ８ 左右 ； 碳 元 素
在 贝 氏 体 中 的 固溶 呈 过 饱 和 状 态 ， 固溶 的碳 大 约 占
［ ３ ］ 景财年 ，王作成．ＴＲＩ Ｐ 一 相变诱 发塑性 新进展Ｅ Ｊ ］ ．特殊钢 ，
２ ０ ０ ４， ２ ５ （ ４ ）： １ ．
１ － ４ １ Ｇｉ ｒ ａ ｕ ｌ ｔ Ｅ，Ｊ ａ ｃ ｑ ｕ ｅ ｓ Ｐ，Ｈａ ｒ ｌ ｅ ｔ Ｐ ．Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ
第 ２ ３卷 第 １ ０期
２ ０ １ １年 １ Ｏ月
钢 铁 研 究 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ １ ｏ ｆ Ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ １ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
Ｖｏ １ ． ２ ３ ，Ｎ０ ． １ ０
０ｃ ｔ ｏ ｂｅ ｒ ２ Ｏ１ １
作者简介 ： 熊 自柳 （ １ ９ ８ Ｏ 一） ， 男， 博士生 ； Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｘ ｉ ｏ ｎ ｇ ｚ ｉ ｌ ｉ ｕ ＠ｔ ｏ ｍ． ｃ ｏ ｍ； 收稿 Ｅ ｌ 期： ２ ０ １ ０ — １ 卜ｏ １
第１ Ｏ期
熊 自柳 等 ： 高 强 ＴＲ Ｉ Ｐ钢 中 合 金 元 素 的分 布规 律
１ 试 验 材 料 与 方 法
试 验钢 为 实 验 室 开 发 的 超 高 强 Ｔ Ｒ Ｉ Ｐ钢 ， 主要
化学成 分 （ 质 量分 数 ， ９ ／ ６ ） 为 Ｃ ０ ． ２ ２ 、 Ｓ ｉ １ ． ２ ２ 、 Ｍｎ
１ ． ６ １ 、 Ｓ ０ ． ０ １ ０ 、 Ｐ ０ ． ０ １ ５ 、 Ｎｂ微量 、 Ｖ 微量 、 Ｆ ｅ余量 。
ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， ２ ０ ０ ８ ， ４ ８ ６ （ １ ／ ２ ） ： ３ ２ ．
ＴＲ Ｉ Ｐ钢 中碳 含 量 的 ２ ５ ； 碳 元 素 主 要 分 布 于奥 氏 体 中， 固溶 的碳 大约 占 Ｔ ＲＩ Ｐ钢 中碳含 量 的 ７ Ｏ 。
参 考 文献 ：
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕ ｔ ｉ ｏｎ ｒ ｅ ｇ ｕｌ ａ ｒ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏｆ ｃ ｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｈｉ ｇｈ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ ＴＲＩ Ｐ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ，ｓ ｕ ｃ ｈ ａｓ Ｓｉ ，Ｍ ｎ，Ｎ ｂ，Ｖ ，Ａ Ｉ ， Ｃ， ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｖｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｂｙ ｔ ｈｅ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄｓ ｏｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｎ ｐｒ ｏｂ ｅ， Ｔｈｅ ｒ ｍ— Ｃａ ｌ ｃ ａ ｎ ｄ Ｘ ｒ ａ ｙ ．Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ
Ｅ ｌ ｉ 唐 获 ，米 振 莉 ，陈雨 来 ．国 外 新 型 汽 车 用 钢 的 技 术 要 求 及 研 究