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连续退火冷却速率对热镀锌双相钢组织与性能的影响

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第35卷　第1期2010年1月HEAT T RE AT ME NT OF MET ALSVol 135No 11January 2010连续退火冷却速率对热镀锌双相钢组织与性能的影响鲍成人1,李　众1,安　哲2(11首钢京唐钢铁联合有限责任公司冷轧作业部,河北唐山　063200;21烟台市工业炉厂,山东烟台　264100)摘要:采用光亮连续退火模拟试验机研究热镀锌双相钢在较低冷却速率下,不同冷却速率对组织和性能的影响。

结果表明:随着冷却速率的提高,双相钢组织中马氏体含量增加,晶粒尺寸减小;抗拉强度增加,屈服强度下降,屈强比降低,对伸长率和加工硬化值的影响不显著,冷速为12℃/s 是该钢种的临界冷却速率,此时伸长率最高。

关键词:冷却速率;热镀锌双相钢;连续退火;组织与性能中图分类号:TG135 文献标志码:A 文章编号:025426051(2010)0120103203Effect of cooli n g ra te for con ti n uous annea li n g on m i crostructure andproperti es of ga lvan i z i n g dua l pha se steelBAO Cheng 2ren 1,L I Zhong 1,AN Zhe2(11Cold Rolling Operati on Depart m ent,Shougang J ingtang United Ir on &Steel Co 1,L td 1,Tangshan Hebei 063200,China;21Yantai I ndustrial Furnace Fact ory,Yantai Shandong 264100,China )Abstract:W ith bright continuous annealing si m ulat or,the m icr ostructure and p r operties of galvanizing dual phase (DP )steel at different cooling rateswere studied 1The results show that the content of martensite in DP steel increases and the grain size decreases as the cooling rate increasing .Tensile strength is increased and yield strength is decreased obvi ously,but el ongati on and n value changes only a little 1The cooling rate of 12℃/s is the critical cooling rate of the galvanizing dual phase steel and the el ongati on of the steel is the highest 1Key words:cooling rate;galvanizing dual phase steel;continuous annealing;m icr ostructure and p r operty收稿日期:2009205225作者简介:鲍成人(1981—),男,河北秦皇岛人,硕士,主要从事热镀锌工艺的研究。

E 2mail:baochengren@1631com 冷轧热镀锌双相钢作为新型的低合金高强度钢兼具高强度、良好的成形性和耐蚀性,在现代汽车工业中备受青睐,高级别的双相钢可用于制造汽车的结构件和安全部件,低级别的双相钢可用于外露件。

据报道,欧洲、亚洲和北美都有590～600MPa 做内板用的双相(DP )热镀锌钢板在生产。

北美正在试生产汽车外板用600MPa 热镀锌钢板,而800～1000MPa 的DP 热镀锌钢板已试制成功[2]。

但是,生产这些产品的热镀锌生产线数量和在汽车上的使用量仍很少。

近年来热镀锌双相钢主要是通过连续镀锌线生产,连续镀锌的退火工艺参数,特别是温度(加热温度、冷却速率等)控制,对热镀锌双相钢的生产有重要影响[123]。

本文重点研究了较低冷却速率下,不同退火冷却速率对热镀锌双相钢组织和性能的影响,为实际生产提供参考。

1　试验材料及方法试验钢为116mm 厚冷轧板,化学成分(质量分数,%)为0112C 21178Mn 201029P 201004S 20108Ti 。

将冷轧板裁剪成300mm ×600mm ×116mm 试样,在光亮连续退火模拟试验机上进行试验。

将试样分为3组以10℃/s 速率分别加热至790、820、850℃,保温30s,然后分别以6、12和24℃/s 的冷速冷却到460℃,保温12s,模拟镀锌过程,再以12℃/s 的冷速冷却至室温。

连续退火试验工艺参数见图1和表1。

由于连续镀锌线生产双相钢要经过460℃镀锌,而且镀后为空冷,其冷却速率要低于常规连续退火线的。

因此,本文重点研究较低退火冷却速率对热镀锌双相钢组织和性能的影响,从连续退火后的钢板上取样,制成金相试图1　双相钢连续退火示意图Fig 11　Sche matic of continuous annealing for DP steel104　第35卷样,分别用4%的硝酸酒精和Lepera 试剂腐蚀,用Leica Q550T W 光学显微镜观察组织。

并根据G B /T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》制成矩形比例拉伸试样,在SCL130拉伸机上进行力学性能测试。

表1　双相钢连续退火工艺参数Table 1　Process param eters of con ti n uousannea li n g for D P steel编号T /℃t /sV 1/(℃・s -1)V 2/(℃・s -1)第一组79079079030303061224121212第二组82082082030303061224121212第三组850850850303030612241212122　试验结果211　试验钢显微组织试验钢820℃退火前后的显微组织如图2所示。

图2(a )为退火前的显微组织,采用4%硝酸酒精侵蚀,经过冷轧大变形的铁素体为平行于轧制方向的长条形晶粒,在铁素体晶粒之间和晶粒内部分布着渗碳体层片组织和碳化物颗粒。

退火后显微组织如图2(b ～d )所示,采用Lepera 试剂侵蚀,铁素体呈灰黑色,马氏体呈灰白色。

由图2可以看出,随着冷却速率的提高,马氏体含量明显增加,晶粒尺寸明显减小。

212　力学性能对连续退火镀锌模拟试验后的试样进行力学性能测试,通过拉伸试验得到了屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率和初始加工硬化值,如表2所示。

图2　不同冷速下试验钢820℃退火前后的显微组织Fig 12　M icr ostructure of the test steel before and after continuous annealing at 820℃with different cooling rates(a )cold r olled;(b )6℃/s;(c )12℃/s;(d )24℃/s表2　力学性能试验结果Table 2　Test results of m echan i ca l properti es 编号σp012/MPa σb /MPaσs ∶σbδ/%n第一组560540460780810845017201670155201021151615012401230127第二组510490480795815840016401600157191020101815012601240128第三组4504404307658208500159015401511810221018100127012601303　结果分析311　冷却速率对马氏体体积分数的影响对试验钢组织进行定量分析,结果如图3(a )所示。

由图3(a )可知,随着冷却速率的增加,马氏体含量也增加。

主要原因是,当退火后的冷却速率低于临界冷却速率时,就很难得到马氏体组织,冷却速率低,容易发生珠光体或者贝氏体转变。

312　冷却速率对晶粒尺寸的影响冷却速率对试验钢晶粒尺寸的影响,见图3(b )。

随着冷却速率的加快,晶粒尺寸明显减小。

主要是由于在冷却速率大的情况下,过冷度大,形核驱动力增加,形核速度加快,使得晶粒长大速度下降。

因此,随着冷却速率的增加,晶粒尺寸减小[4]。

313　冷却速率对力学性能的影响在790、820和850℃的加热温度下,抗拉强度均随着冷却速率的提高而增加,如图3(c )所示。

这与马氏体含量增加有关,双相钢具有高强度是由于晶界处具有高强度的第二相马氏体变形的结果。

因此,抗拉强度随着马氏体含量的增加而显著提高[4]。

由图3(d )可知,随着冷却速率的增加,屈服强度降低。

当双相钢的组织为细小分散的马氏体岛(马氏体含量不太高)加连续分布的铁素体基体时,双相钢的屈服强度主要取决于铁素体基体的屈服强度。

当钢中有碳化物形成元素(如V 、Nb 、Ti 等)存在时,(该试验钢含有0108%Ti )铁素体产生沉淀强化,而沉淀强化的水平,将随马氏体含量的增加而降低,导致双相钢第1期鲍成人,等:连续退火冷却速率对热镀锌双相钢组织与性能的影响105　的屈服强度下降[4]。

冷却速率对伸长率的影响如图3(e )所示,伸长率随着冷速的增加先增加再减小,在冷却速率为12℃/s 时,伸长率出现峰值,即在这一冷却速率下,最终伸长率最大。

这与Matl ock [5]试验结果一致。

因此,可以确定冷却速率12℃/s 是该钢种的临界冷却速率。

主要原因是:①冷速对马氏体含量的影响,当冷却速率低于12℃/s 时,由于转变的马氏体量不足,会产生屈服平台,而高于这一冷速,马氏体含量又会升高,延性下降;②冷速增加,铁素体中的固溶碳升高,从而引起铁素体显微硬度的升高,强度升高,伸长率下降,因此引起双相钢伸长率下降[5]。

314　冷速对加工硬化值n 的影响冷却速率对初始加工硬化值(n )的影响见图3(f ),冷速为6℃/s 时,n 在0124～0128;冷速为12℃/s 时,n 在0123～0127;冷速为24℃/s 时,n 在0126～0129。

可以看出,冷速为12℃/s 时,n 最小。

铁素体中的高密度位错、强韧的马氏体岛、结合很好的马氏体铁素体界面都会导致加工硬化速率升高,使微孔的产生和聚集困难,推迟缩颈发生[6]。

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加热速度对冷轧双相钢组织性能的影响

加热速度对冷轧双相钢组织性能的影响

中图分类号 ： Ｔ Ｇ１ ５ ６ ． ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ４ ６ ２ ０ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ３ ２ — ０ ４
１ 前
言 Biblioteka 续 退火 处理 。 快 速 加热 后 如果保 温 时 间过 长 ， 晶粒 会反 常 长
钢 的 加热 速 度 越 快 ， 过热度越大 ， 奥 氏体 的 实 际形 成 温度 越 高 ， 形 核 率 和 长大 速 度 越 大 ， 奥 氏 体 的起始 晶粒 度就 越 大 。若 加 热温 度过 高 ， 起 始 晶粒
细化 晶粒 ｎ 。 目前 ， 研究 加 热 速度 对材 料 性 能影 响
的文 献较 少 ， 仅有 少量 关 于加 热速 度对 电工 钢或 轻 质合 金组 织 和性 能 影 响 的研究 文 献 。就 电工 钢 来说 ， 增加 加 热 速 度 能够 增 加再 结 晶形 核 速率 ， 从 而使 晶粒 细化 ， 但是 当加热速 度超 过 ５ ０℃／ ｓ 时晶粒
奥 氏体长 大所 需 的碳 和锰 的扩 散距 离 较短 ， 从 而 使
得奥 氏体 的形 核 和长 大 比较 容易 ， 在 随后 的快 冷 过 程 中形 成 的马氏体含 量也 因此较 高 。
３ ． １ 不 同加 热速度 处理后试 样 的显微组 织
道 次轧制 到 ４ ｍｍ， 随后置 于室 内 自然 冷却 。经酸洗 后， 将 热轧 后 的钢 板在 ３ ２ ５ ｍｍ× ４ ０ ０ ｍｍ四辊 直拉 式 可 逆 冷 轧机 上 进 行 多 道次 带 张 力 轧制 到 １ ． ０
图２ 为不 同加 热速度 处理 后试 样 的晶粒 取 向分 布（ Ｅ Ｂ Ｓ Ｄ） 。试 样 的 晶粒 尺 寸 随着加 热 速 度 的增 加 而 变小 。通 过 Ｆ Ｅ Ｉ Ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ａ ６ ０ ０自带 的 Ｏ Ｉ Ｍ Ａ Ｎ Ａ Ｌ Ｙ— Ｓ Ｉ Ｓ ５ ． ３ 软件 分析 发 现 ， 在 加 热速 度为 １ ｃ 【 ＝ ／ ｓ 时， 试 样 的晶粒 尺 寸 为 ６ ． ９ ７ １ Ｔ Ｉ （ 见图２ ａ ） ； 而 在 加热 速度 达
退火温度对1100MPa级冷轧双相钢组织与性能的影响

退火温度对1100MPa级冷轧双相钢组织与性能的影响

第39卷第10期2014年10月HEAT TＲEATMENT OF METALSVol.39No.10October 2014退火温度对1100MPa 级冷轧双相钢组织与性能的影响佟婷婷，赵征志，董瑞，尹鸿祥，丁然，尹衍军，李双娇（北京科技大学冶金工程研究院，北京100083）摘要：在CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火模拟机上研究了720 820ħ不同退火温度下保温100s 对试验钢（0．16C-0．13Si-2．51Mn ）组织性能的影响。

用膨胀仪测定了试验钢的相变点，绘制了不同冷速下的CCT 曲线，利用OM 和SEM 等方法观察了试验钢的组织结构，通过拉伸试验机测定了退火钢板的单轴拉伸性能。

结果表明，试验钢的临界冷速为20ħ/s 左右，有较好的淬透性。

抗拉强度随退火温度升高先升高后略微降低；屈服强度不断升高，变化趋势逐渐变慢；伸长率先升高后降低。

在780ħ退火后，试验钢获得最佳力学性能，其抗拉强度为1101MPa ，伸长率15%，显微组织为铁素体+回火马氏体。

关键词：两相区退火；双相钢；相变点；组织与性能；加工硬化中图分类号：TG142．1文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）10-0011-05Effect of annealing temperature on microstructure and properties of 1100MPa grade cold-rolled dual-phase steelTong Tingting ，Zhao Zhengzhi ，Dong Ｒui ，Yin Hongxiang ，Ding Ｒan ，Yin Yanjun ，Li Shuangjiao（Metallurgy of Engineering Ｒesearch Institute ，University of Science and Technology Beijing ，Beijing 100083，China ）Abstract ：Effect of annealing temperature on microstructure and mechanical properties of tested steel was investigated by use of heat treatment system for thin steel sheet CCT-AY-Ⅱsimulation machine at the range of 720-820ħand holding for 100s．The phase transformation points were measured by dilatometer．CCT curves were drawn at different cooling rates．Microstructure of the steel during annealing process was characterized by means of OM and SEM．Uniaxial tensile properties of the annealed steel sheet were studied by tensile test machine．The results show that the critical cooling rate of tested steel is about 20ħ/s ，which shows a good hardenability．Tensile strength increases firstly and then decreases slightly with the increasing of annealing temperature ；while yield strength increases ，and the increasing tendency is slowing down gradually ；total elongation increases firstly and then decreases．The ultimate tensile strength of 1100MPa and the total elongation of 15%are obtained for the steel annealed at 780ħ，microstructure of the tested steel mainly contains ferrite and tempered martensite．Key words ：intercritical annealing ；dual-phase steel ；phase transformation point ；microstructure and property ；work hardening收稿日期：2014-03-25作者简介：佟婷婷（1987—），女，硕士研究生，主要进行冷轧汽车板研究，联系电话：010-********，E-mail ：tingting0708@126．com 。

热处理工艺对冷轧热镀锌双相钢组织与性能的影响

热处理工艺对冷轧热镀锌双相钢组织与性能的影响

热处理工艺对冷轧热镀锌双相钢组织与性能的影响摘要：本文主要论述了热处理工艺对冷轧热镀锌双相钢组织与性能的影响，通过具体的试验和数据分析验证了其影响的关键点和影响的具体要素，希望可以为今后的相关研究提供参考。

键词：热处理工艺，冷轧热镀锌，双相钢，组织性能，影响一、前言当前，针对汽车行业的高强度钢的研究越来越深入，经过长期的研究和开发，双相钢成为了比较成熟和可行的种类，在汽车行业中的适用范围也越来越广泛。

二、汽车用先进高强度钢的开发现状新一代汽车的发展趋势是要求节能、降耗、环保和安全。

因此，使用高强和超高强度钢作为汽车用钢是未来的目标，从而达到汽车的轻型化、安全性等目的。

为了发展汽车用高强度钢板，促使汽车轻量化，近年来在世界范围内开始了大量的相关汽车轻量化项目的研究，研究项目的共同点是将汽车质量降低20%—40%。

双相钢(DP)、复相钢(CP)、相变诱发塑性钢(TRIP)和马氏体钢(MART)等的强度范围为500—1600MPa，均具有高的减重潜力、高的碰撞吸收能、高的成形性和低的平面各向异性等优点，在汽车上得到了广泛应用，被称为第一代高强度汽车用钢。

目前，阿赛洛等钢铁厂家正在积极开展孪晶诱导塑性钢(TWIP)、具有诱导塑性的轻量化钢(L-IP)的研究。

室温下，这些钢种的组织为稳定的残余奥氏体。

当施加一定的外部载荷后，由于应变诱导出现了机械孪晶，会产生大的无颈缩延伸，因而显示出非常优异的力学性能、高的应变硬化率并具有极高的塑性(60%—90%)和较高的强度(600—1000MPa)，被称为第二代高强度汽车用钢。

当前，美国钢铁协会等单位正在积极发展第三代先进高强度汽车用钢。

第三代先进高强度汽车用钢兼有第一代和第二代高强度汽车用钢的微观组织特点，并充分利用晶粒细化、固溶强化、析出强化及位错强化等手段来提高其强度，通过应变诱导塑性、剪切带诱导塑性和孪晶诱导塑性等机制来提高塑性及成形性能。

国内外双相钢的产品性能指标目前，阿赛洛公司已能够提供DP580、DP750等级别的热轧双相钢板和DP450、DP500、DP600、DP780和DP980等级别的冷轧及镀锌双相钢板。

热镀锌连续退火工艺对高强IF钢组织和性能的影响

热镀锌连续退火工艺对高强IF钢组织和性能的影响


（ ） ｉ ｌ ｔ ｅ ｇ ｈ； ｂ） ｅ ｓｌ ｔ ｅ ｇｔ （ ） ｌ ｎ ａ ｉ ｎ； ｄ ｒ ｖ ｌ ｅ ａ ｙ ｅ ｄ ｓ ｒ ｎ ｔ （ ｔ ｎ ｉｅ ｓ ｒ ｎ ｈ； ｃ ｅ ｏ ｇ ｔｏ （ ） ａ ｕ
图 ２ 保 温 时间 对 力 学 性 能 的 影 响 （ ） 服 强 度 ；ｂ 抗 拉 强 度 ；ｃ延 伸 率 ａ屈 （） （）
摘 要 ： 究 了热 镀 锌 连 续 退 火 工 艺 对 高 强 Ｉ 性 能 、 织 及 第 二 相 粒 子 析 出 的影 响 。利 用 Ｅ Ｖ 型 热 浸 镀 工 艺 模 拟 研 Ｆ钢 组 ＵＡ 实 验 机 对 热 镀锌 高强 Ｉ 进 行 了不 同连 续 退 火 温 度 以 及 在 同 一 温 度 下 分 别 保 温 不 同 时 间 的 连 续 退 火 工 艺 模 拟 实 验 。 Ｆ钢 用 万 能 试 验 机 、 学 显 微 镜 、 射 电子 显 微 镜 对 样 品 的 性 能 、 织 和 第 二 相 粒 子 进 行 了检 测 分 析 结 果 表 明 ： 镀 锌 连 续 光 透 组 热 退 火 工 艺 直 接影 响产 品 的力 学 性 能 、 观组 织 和第 二 相粒 子 的 析 出 ， 得 出 了退 火 工 艺 对 产 品性 能 、 织 和 第 二 相 粒 子 微 并 组
８ ０ 以上 时 ， ４℃ 试样 的屈服强 度 又有所 升高 。退 火温度
粤 ～ 从 ７１１ 升 高 到 ， Ｉ ｓｐ０ ｌ Ｉ ３℃ Ｉ ６
８ ０Ｃ时 ， 样 的抗 拉强 度 迅 速 下 降 ， ２ ｏ 试
当温度 继 续 升 高 ， 拉 强 度 保 持 稳 定 。从 图 １ ｃ 和 抗 （）
２ ０世 纪 ９ Ｏ年 代 以来 ， 着冶 金 技 术 的进 步 和 汽 随 车工业 的发展 ， 国开始 对 超 低碳 钢 系 列 产 品进 行 研 我