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汽车用高强度TRIP钢组织性能及成形工艺

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精
密
成
形
工
程
第 ４卷
第 ２ 期
汽 车 用 高 强 度 Ｔ Ｐ钢 组 织 性 能 及 成 形 工 艺 ＲＩ
路 洪 洲 ，李 斌 ，吴娥 梅 。 ，梅 华 生 ， 宇慧 王 ，孙 智 富 。
（ ． 东理 工大 学 ，上海 ２ ０ ３ ； ． 庆交 通大 学 机 电与汽 车工程 学 院 ， １华 ０ ２７ ２重 重庆 ４ ０ ７ ； ０ ０ ４ ３ 重 庆新 材料 工程 中心 ， 庆 ４ ０ ３ ；４ 中国兵器 工业第 五 九研究 所 ， 庆 ４ ０ ３ ； ． 重 ００９ ． 重 ０ ０ ９ ５ 吉 林建 筑工 程学 院 ，长春 １ ０ １ ） ． ３ １ ８
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摘 要 ： 述 了 高 强 度 Ｔ Ｐ 钢 对 汽 车 轻 量 化 的 作 用 及 ＴＲ Ｐ钢 的 显 微 组 织 对 其 性 能 的 影 响 ， 讨 了铁 素 概 ＲＩ Ｉ 探
体、 贝氏体 、 残余 奥 氏体 的含 量对 Ｔ Ｐ钢性 能 的影响规 律 ， ＲＩ 以及设 备 、 具 和成形 工 艺参数 的选 择 原 则 。结 模
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果 表 明 ， ＲＩ 钢 中铁 素 体 可 以 提 高 铜 的 塑 性 ， 氏 体 可 以 提 高 强 度 和 韧 性 ， 当残 余 奥 氏 体 的 体 积 分 数 大 Ｔ Ｐ 贝 而 于 ８ 时 ， 生 ＴＲ Ｐ效 应 ， 提 高 了钢 的 综 合 性 能 ； 上 组 织 的 获 得 ， 在 成 形 时 控 制 成 形 设 备 的 能 量 、 产 Ｉ 并 以 应 栽
荷 、 度 、 间等工 艺参数 。 速 时
关 键 词 ：ＴＲＩ 钢 ；组 织 ；性 能 ；成 形 工 艺 Ｐ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ４ ． Ｇ１ ２ １
文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ６ ４６ ５ （ ０ ２ ０ —０ ６０ １ ７ —４ ７ ２ １ ） ２０ ０ —４
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热镀锌trip钢的微观组织结构及演变规律

热镀锌trip钢的微观组织结构及演变规律

热镀锌trip钢的微观组织结构及演变规律热镀锌TRIP钢是一种特种钢，由热镀锌三聚合物强化高强度低合金钢制成，具有耐冲击性较高、抗拉伸强度较高、耐腐蚀性能良好等优异性能，在汽车、产品、船舶、挡泥板、水库蓄水淤积护坡等都有广泛应用，因此微观组织结构与演变规律是热镀锌TRIP钢研究的关键问题。

微观组织结构主要由热镀锌外表面层、过渡层、基体以及添加剂构成。

热镀锌外表面层由纯锌和(Zn)Fe化合物两部分构成，且其厚度一般小于12μm，具有优良的耐腐蚀性；过渡层以内部相析出的Fe-Zn、Fe-C和Fe-Zn-C三元复合物为主；基体为断面段落，由内部Fe-C复合物和熔点低于100℃的α-Fe构成；最后，添加剂构成最小部分，主要是Ni、Mn等，它们有助于调控材料的运动应力-位移曲线、韧性和塑性。

由于热镀锌外表面层变化为了抵抗高温和冲击，其微观组织结构同时流变。

一般来说，高温使热镀锌外表面层变得薄、孔隙化而易受表面损伤；低温使热镀锌外表面层变厚密实，扩散作用增强，对汽车车身的疲劳抗拉性能影响不大。

此外，由于冲击力迅速扩散，会在力学上产生材料变形，因而影响组织结构演变。

三聚合物强化高强度低合金钢断面内部晶格和表面摩擦交互作用，热镀锌外表面层与基体之间的簇复合相，高温区域的晶粒回火等对TRIP钢的组织结构演变又有深刻影响。

演变规律表明，随着冲击次数的增加，热镀锌外表面层比原量减少，抗冲击性加强；三聚合物强化高强度低合金钢的韧性随温度的升高而下降；内部Fe、C和Zn之间复合物浓度在各方向上存在差异，使断面结构出现改变，形成不同方向的延性；熔点低于100℃的晶粒量在温度升高后变得更多，内部形变出现不均匀性。

综上所述，热镀锌TRIP钢的微观组织结构由热镀锌外表面层、过渡层、基体以及添加剂构成，其微观组织结构演变随温度、冲击力变化而变化，其规律主要表现为热镀锌外表面层减少和高温状态下晶粒构造变化，以及三聚合物强化高强度低合金钢韧性随温度变化。

TRIP钢概述

TRIP钢概述


BIW车身零件及其使用钢材概况
保时捷cayenne车身中的高强钢
Trip概述
研究进展
TRIP钢的研究进展 • 目前强度级别为600MPa 的TRIP 钢的研究已比较成熟, 欧洲的一 些国家和日本、韩国等均能批量生产600MPa 和800MPa 级的冷 轧TRIP 钢。 宝钢已研制开发了连续退火生产的商业TRIP600 钢板 为了得到1GPa 或更高的强度, 人们提出了微合金TRIP 钢的概念, 即在TRIP 钢中单独添加或复合添加V、Ti 、Nb 微合金元. 张梅(上海大学)等人开发出了一种强度级别980MPa , 延伸率约为 20 %的TRIP 钢(0.34C-1.75Mn-0.46Si-0.055P-1.32Al0.033V-0.12Ti)
Trip钢机理
TRIP钢中的合金元素 Mn元素的作用 Mn元素有较强的稳定奥氏体的作用，1%的Mn元素可降低Ms点约 30℃左右。在TRIP钢中加入Mn元素，有利于在最终显微组织中保留 较多的残余奥氏体 Nb元素的作用 可有效控制TRIP钢的奥氏体化、再结晶、晶粒长大以及元素迁移，还 可控制热轧、临界区退火、冷却、贝氏体形成温度范围内的等温和应 变过程中的各种相变，影响奥氏体向铁素体和贝氏体中的转变及残余 奥氏体的体积分数和稳定性。
低碳TRIP钢的相变诱发塑性机理图
Trip钢机理
Trip效应 考虑TRIP钢的相变塑性,以下三个温度范围是非常重要的：
Ms—Msσ范围： 应力诱发塑性
Msσ——Md范围：应变诱发塑性
T>Md范围： 位错滑移塑性
TRIP钢残余奥氏体在不同温度范围里 的主要转变机制
在30%应变的条件下 奥氏体50%的转化成 马氏体的温度
TRIP钢断裂时的颈缩示意图
高强塑性TRIP钢无缝钢管的开发及其内高压成形性能的研究

高强塑性TRIP钢无缝钢管的开发及其内高压成形性能的研究


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近些 年 ，随着汽 车轻 量化技 术 的不 断推 广 ，管 材 内高 压成 形技 术越来 越 多地被 应用 到汽 车制 造领
“ 驰 ” 著名 品牌汽 车生产制 造上 ［］ 是 由于 目 奔 等 ２ 。但 － ３ 前使 用 的材 料 强度普 遍较 低 ，而高 强度 材料 的 内高
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汽车用高强度TRIP钢的性能及其成形工艺研究

汽车用高强度TRIP钢的性能及其成形工艺研究

车用高强度TRIP钢的性能及其成形工艺目前，我国已成为汽车产销量的第一大国，随着汽车产量和保有量的增加，油耗、安全和环保已成为亟待解决的三大问题，除提出相应的法规进行约束外，各国汽车工业界认为，汽车轻量化是解决以上问题的有效手段，这是因为减轻汽车的质量可减少能源消耗和温室气体排放。

研究表明，汽车约75%的油耗与整车质量有关，汽车质量每下降10%，油耗下降8%。

对商用车的研究表明，汽车质量每减少1000公斤，油耗可下降6～7%，油耗的下降表明CO2、NOX等有害气体排放减少。

另外，汽车质量的减少，会降低动力和动力系统的负荷，提高行驶的平稳性和舒适性，因此需要提高汽车用钢板的强度、刚度和塑性，以尽量减轻汽车板的厚度和用量。

TRIP钢具有良好的强度，同时也具有良好的塑性，目前国内外大量用于生产汽车板和其他汽车零件。

国内外工业生产用TRIP钢的抗拉强度主要有600MPa和800MPa规格的，此外，1000MPa以上级别的TRIP钢也正在研制。

由于TRIP钢在热成形过程中会发生相变诱发塑性和形变诱发马氏体相变，所以热成形工艺参数、温度、变形速率、冷却速度等都会影响到成形后工件的组织和性能。

相变诱发塑性Q345B无缝管 bd钢通常为多相组织，由铁素体、贝氏体和残余奥氏体三相组成。

TRIP效应是钢中的残余奥氏体在产生应变时转变为马氏体，从而提高了塑性，达到了强韧化的目的。

TRIP钢的特征归纳为：强度高、韧性大，具有良好的成形性，加工硬化指数较高，疲劳强度高，成形后烘烤硬化性能强，加工硬化指数高，受冲击时吸收能量较高。

由于Q345B无缝管钢中具有足够的残余奥氏体量，具有TRIP现象，即当制件受到外加应力冲压变形时，在应力集中区域的残余奥氏体转变为马氏体，使该区域的强度得到提高。

这种变化延迟了该区域的进一步变形，因而使均匀伸长率和总伸长率数值升高，提高了钢的塑性和强度，满足了汽车形状复杂零件成形和安全的要求。

TRIP钢良好的性能是残余奥氏体应变诱发相变和铁素体基体相共同作用的结果，因而在热成形连续冷却过程中需要控制工艺参数和铁素体的体积分数。