trip钢介绍
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双相钢和相变诱导塑性(TRIP)钢引言节省燃料和保证安全的要求是高强度钢在汽车工业中的应用稳步增长的驱动力。
与其它材料,如轻金属铝、镁,或是塑料和复合材料相比,高强度钢除了减轻重量外,还有另外的优点,即其加工工艺类似于传统的低碳钢。
因此,高强度钢在减轻重量的同时其总的制造成本也下降。
其它竞争材料在这方面的情况则截然相反(1)。
根据强度和成形性的不同要求,采用不同的高强度带钢和薄板钢。
以无间隙原子钢为基础的高强度钢具有优异的冷成形性能(2)。
当深冲作为主要加工方法,而抗拉强度要求约400N/mm2时,低碳含磷钢和烘烤硬化钢得到大量应用。
如果对深冲性的要求不很严格, Lankford值r 1.0左右足够时,可以使用更高强度级别的钢种。
和微合金带钢和薄板钢应用的同时,具有双相显微组织的钢种(3)的应用也相当普遍。
这种类型钢在同等抗拉强度时具有较高的均匀延伸率和总延伸率,如图1所示(4)。
但如果从同等的屈服强度来考虑,这种优势消失。
特性及工艺路线双相显微组织指在铁素体基体上分布着一定量的第二相。
该组织具有网状、弥散和两相组织的特征,如图2(5)。
第二相通常是马氏体,其典型的体积分数约为20%。
这样的显微组织构成影响应力一应变曲线。
屈服强度由软相即铁素体的塑性流变的起动所决定。
在此阶段,硬相还处于弹性区。
根据两相组组织的混合规律,当施加的应力较高时,材料显示较高的加工硬化行为。
两相中应变的分布是不一样的,以致于软相中的应变和硬相中的应力高于复合体平均值。
即使在变形的稍后阶段硬相变成塑性时,这种现象仍然存在。
这样复杂的情况的示意图如图3所示。
应用有限元的方法,可以计算出最终力学性能(6)。
显微组织的详细分析表明,双相钢也包含有一定量的残余奥氏体。
由于铁素体组分内部拉应力较低(7),这也导致相对低的屈服强度。
生产这种80%铁素体加上20%马氏体显微组织的常规步骤是重新加热至两相区α+γ,加热的温度应为根据平衡图形成20%奥氏体的温度。
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。