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热处理对钢材的强度和硬度的影响钢材是一种常见且重要的材料，在机械制造、建筑结构、汽车工业等领域中得到广泛应用。
而热处理作为一种重要的材料处理方法，对钢材的强度和硬度有着显著的影响。
本文将介绍热处理对钢材性能的作用机制以及热处理方法的选择。
一、热处理对钢材的强度的影响钢材的强度是指其在外力作用下的抗变形能力，通常以屈服强度、抗拉强度等指标来评估。
热处理对钢材的强度有以下几方面的影响。
1. 相变过程的影响热处理中的加热和冷却过程会引发钢材的相变，其中最常见的是奥氏体相变和马氏体相变。
奥氏体相变可以增加钢材的强度，而马氏体相变则会进一步提高钢材的强度。
因此，通过调控热处理中的相变过程，可以有效提高钢材的强度。
2. 残余应力的影响热处理会导致钢材产生残余应力，这种残余应力对钢材的强度有着重要的影响。
恰当地控制热处理过程中的冷却速率和温度可以减小钢材中的残余应力，从而提高钢材的强度。
3. 晶粒尺寸的影响热处理会影响钢材的晶粒尺寸，从而影响其强度。
一般来说，细小的晶粒可以提高钢材的强度，因为细小的晶粒有更多的晶界，阻碍了位错的移动，从而提高了材料的强度。
二、热处理对钢材的硬度的影响钢材的硬度是指其抵抗局部压痕的能力，一般通过洛氏硬度或布氏硬度来进行测量。
热处理对钢材的硬度有以下几方面的影响。
1. 碳含量和晶界的影响热处理可以控制钢材中的碳含量和晶界的形成情况，从而影响钢材的硬度。
较高的碳含量和较细小的晶界会使钢材更加硬化，因为碳在钢中溶解后可以增加固溶体的硬度。
同时，晶界的存在也可以阻碍位错的滑移，进一步提高材料的硬度。
2. 冷却速率的影响在热处理中，冷却速率对钢材的硬度影响巨大。
当冷却速率较快时，钢材中会产生较多的马氏体，从而使钢材更加硬化。
因此，通过调节热处理中的冷却速率，可以有效地控制钢材的硬度。
三、热处理方法的选择根据钢材在不同工作条件下的使用要求，可以选择不同的热处理方法来达到所需的强度和硬度。
常见的热处理方法包括淬火、正火、回火等。
热处理工艺对钢材的组织和力学性能的优化和调控热处理工艺是钢材加工中非常重要的一环，它能够对钢材的组织和力学性能进行优化和调控。
通过对钢材进行适当的加热、保温和冷却处理，可以改善钢材的力学性能，提高其强度、硬度、韧性等特性，从而满足不同应用环境的需求。
热处理工艺中的关键步骤主要包括加热、保温和冷却三个阶段。
在加热阶段，钢材被加热到一定温度，使其晶粒逐渐长大，晶界发生变化，原有的组织结构逐渐消失。
在保温阶段，钢材保持在一定的温度下，使其内部晶粒逐渐重新排列，形成新的组织结构。
在冷却阶段，钢材被快速冷却，使其内部组织变得均匀，晶粒细小，从而提高钢材的强度和硬度。
热处理工艺对钢材的组织和力学性能进行优化和调控的关键在于选择合适的加热温度、保温时间和冷却速度。
这些参数的选择将影响钢材的晶粒尺寸、晶粒形状、晶界结构等组织特征。
通常情况下，较高的加热温度和保温时间会使钢材的晶粒长大，从而降低其强度和硬度，但同时也能提高其韧性。
相反，较快的冷却速度通常可以使钢材的晶粒细小，提高其强度和硬度，但也可能降低其韧性。
热处理工艺的优化和调控可以根据具体钢材和应用需求来进行。
例如，在用于制作刀具的高速钢材中，为了提高其耐磨性和耐热性，常采用高温加热和快速冷却的工艺。
这样可以使钢材中的碳化物均匀分布，从而提高刀具的硬度和强度。
而对于用于制作弹簧的弹簧钢材来说，为了保持其一定的韧性和弯曲性能，通常采用中温加热和缓慢冷却的工艺，以避免晶粒长大和组织变脆。
此外，热处理工艺的优化和调控还可以通过钢材的淬火和回火处理来实现。
淬火是通过将钢材加热到透磁温度以上，然后迅速冷却来获得较高的硬度和强度。
回火是在淬火后，将钢材加热到较低温度下保持一段时间，以降低其内部应力，提高其韧性和可加工性。
总之，热处理工艺对钢材的组织和力学性能的优化和调控具有重要作用。
通过选择合适的加热温度、保温时间和冷却速度，以及采用淬火和回火等工艺，可以使钢材达到最佳的性能。
热处理对于钢铁材料性能的影响热处理是一项重要的工艺，用于改变钢铁材料的性能。
通过控制材料的加热、保温和冷却过程，可以显著改善钢铁材料的力学性能、组织结构和耐腐蚀能力。
本文将深入探讨热处理对于钢铁材料性能的影响。
一、冷处理冷处理是热处理的一种重要方式，其主要目的是通过快速冷却来提高钢铁材料的硬度和强度。
当钢铁材料经过热处理后，快速冷却可以产生细小的晶粒，从而提高材料的硬度。
此外，冷处理还可以减少材料的残余应力，提高材料的耐磨性和疲劳寿命。
二、淬火处理淬火是一种将钢铁材料加热至适宜温度后迅速冷却的热处理方法。
淬火可以使钢铁材料的晶格结构发生变化，从而显著提高材料的硬度和强度。
通过控制淬火工艺参数，如冷却速率、冷却介质等，可以获得不同的硬度和强度。
然而，过快的冷却速率可能导致材料内部产生应力过大，从而引起开裂和变形。
三、回火处理回火是一种将冷处理的材料重新加热至适宜温度后保温一段时间，然后缓慢冷却的热处理方法。
回火可以减轻材料的内部应力，增加其韧性和塑性，降低脆性。
通过合理控制回火温度和时间，可以在硬度和韧性之间取得平衡，使材料具有较好的综合性能。
四、渗碳处理渗碳是一种将含碳气体或液体浸渍到钢铁材料表面，并进行高温处理的方法。
渗碳可以在材料表面形成高碳含量的渗层，从而提高材料的硬度和耐磨性。
此外，渗碳还可以改善材料的耐蚀性能和疲劳寿命。
常用的渗碳方法包括气体渗碳、液体渗碳和离子渗碳等。
五、固溶处理固溶处理是一种通过加热钢铁材料至固溶温度后快速冷却的热处理方法。
固溶处理可以使材料内部的溶质（如碳、氮等）扩散均匀，从而改善材料的强度和塑性。
此外，固溶处理还可以提高钢铁材料的冷加工性能，增加其可塑性。
综上所述，热处理对于钢铁材料性能具有显著的影响。
通过冷处理、淬火处理、回火处理、渗碳处理和固溶处理等方法，可以改善钢铁材料的硬度、强度、耐磨性、耐蚀性和韧性等性能。
因此，在钢铁制造和应用过程中，合理运用热处理技术可以有效提高钢铁材料的综合性能，满足不同工程和应用的需求。
热处理对金属材料的形变性能的影响热处理是一种通过加热和冷却金属材料来改变其结构和性能的方法。
在金属材料的制造过程中，热处理起着至关重要的作用，尤其是对于金属材料的形变性能。
本文将探讨热处理对金属材料形变性能的影响。
一、热处理的基本原理和方法热处理是利用固体金相原理和相变规律，通过加热和冷却的方式来改变金属材料的性能的工艺。
在热处理过程中，主要包括三个阶段：加热、保温和冷却。
加热阶段将材料加热到一定的温度，使之达到相应的组织形态；保温阶段使得金属材料的组织结构得到稳定和均匀的变化；冷却阶段则是通过控制冷却速度来使得金属材料的组织结构发生相应的变化。
常见的热处理方法包括退火、淬火和回火等。
退火是将金属材料加热到一定温度后，在空气中冷却至室温。
淬火是将加热后的金属材料迅速冷却至室温，以获得高硬度和高强度。
回火则是在淬火后加热金属材料到较低的温度，使其获得一定的韧性。
二、热处理对金属材料形变性能的影响1. 硬度和强度提升热处理可以显著提升金属材料的硬度和强度。
在淬火过程中，材料的组织结构发生改变，使得材料的晶粒尺寸减小、晶界清晰，从而提高了硬度和强度。
此外，回火过程中还可以通过调控温度和时间来达到对硬度和强度的控制，实现硬度和韧性的平衡。
2. 降低脆性金属材料在冶金过程中容易出现脆性断裂问题。
热处理可以通过使组织结构均匀化和调节晶粒尺寸来降低金属材料的脆性。
特别是在退火和回火过程中，通过提高韧性和延伸性，有效降低了材料的脆性断裂倾向。
3. 改善形变性能热处理还可以改善金属材料的形变性能。
正常冷变形会使金属材料组织变硬变脆，因此热处理可以通过恢复晶格结构和再结晶等手段，使金属材料再次具备优良的塑性和形变能力，从而提高其冷加工性能。
三、热处理在金属材料制造中的应用热处理在金属材料的制造中应用广泛，特别是对于高强度、高耐磨性的材料来说更为重要。
下面以两个常见的金属材料为例进行说明。
1. 钢材钢材是一种重要的金属材料，经常需要进行热处理来提升其性能。
热处理工艺对钢性能的影响摘要：模具钢是用来制作机械零件、塑料制品等模具的钢铁材料。
近年成型模具钢主要向耐蚀型、镜面加工型、易切削型及非调质预硬型等方向发展，热处理工艺则是决定成型模具钢加工性能和使用性能的关键工艺所在。
随着计算机技术发展，国内外越来越多的技术工作者对热处理过程进行仿真数值模拟，为制定和优化热处理工艺提供理论支撑。
本文基于热处理工艺对钢性能的影响展开论述。
关键词：热处理工艺；钢性能；影响引言针对金属的热处理就是根据金属或合金在固态状态下的组织进行转变调整，将金属材料加热到一定温度，并在保温一段时间后以相对合适的方式冷却金属材料。
在热处理过程中，金属材料内部组织发生变化，材料性能得以优化。
就钢组织材料而言，它的内部组织结构会发生以下几种变化：第一，钢的机械性能显著提高，延长了它的使用时间；第二，消除了钢在热加工过程中所可能存在的各种缺陷问题，同时可满足晶粒细化、组织均匀性提升要求；第三，可辅助机械零件加工工作优化展开；第四，确保工件表面的抗磨损与耐腐蚀性能提升，具有特殊物理化学性能。
1模具材料的使用性能选用标准模具材料使用性能是模具完成指定功能的必要条件，包括力学性能、物理性能和化学性能。
力学性能是根据模具是否能满足工作条件和避免失效的标准来判断的，主要体现在对模具材料强度、硬度、韧度、耐磨以及抗疲劳性能的要求。
物理性能是金属材料在重力、电磁场和热力（温度）等物理因素作用下，材料所表现的性能或固有属性，主要体现在对模具材料导热性和热膨胀性的要求。
化学性能是金属材料在抵抗其周围介质侵蚀的能力，主要体现在对模具材料化学腐蚀和热稳定性的要求。
2最终热处理在模具制造中的应用最终热处理是保证模具工作零件性能的中心环节,一般应安排在精加工阶段前后。
（1）淬火，淬火是将模具钢材加热到一定温度保温一定时间后,根据模具钢种和模具零件的热处理技术要求进行冷却,以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
模具钢淬火的三要素是:加热温度、保温时间和冷却介质。
热处理工艺对于金属材料组织与性能的影响随着工业发展的步伐，金属材料作为工业生产的基础材料，在各个领域中发挥着不可替代的作用。
而热处理工艺作为提高材料性能的一种重要方法，也越来越受到人们的关注。
本文将对于热处理工艺对于金属材料组织与性能的影响进行探讨。
一、热处理工艺对于金属材料组织的影响热处理工艺可以通过控制温度和时间的方式，使金属材料在高温状态下经历一系列相变和组织变化，从而改变其原有的组织结构。
具体而言，热处理工艺对于金属材料组织的影响主要表现在以下几个方面。
1. 晶粒尺寸的变化晶粒尺寸是金属材料组织结构中的重要参数，它可以直接影响到材料的物理和力学性质。
热处理工艺可以通过晶界的特性改变晶体尺寸，从而控制晶粒的尺寸。
例如，高温下快速冷却可以促进晶粒的细化，而长时间保温则有利于晶粒的长大。
2. 组织结构的变化金属材料的组织结构除了晶粒尺寸外，还包括晶界分布、相的含量和分布等多个方面。
热处理工艺可以通过控制温度和时间的方式，使材料经历相应的相变和组织变化，从而得到不同的组织结构。
例如，热处理可以促进晶界的清晰化，在不同的温度下调节相的比例，从而得到具有不同性质的材料。
3. 残余应力的消除在金属加工过程中，会产生大量的残余应力，这些应力会对材料的物理和力学性质产生影响。
热处理工艺可以通过改变材料的组织结构，促进残余应力的释放和消除，从而提高材料的性能和寿命。
二、热处理工艺对于金属材料性能的影响热处理工艺可以通过改变材料的组织结构，从而影响材料的物理和力学性质。
具体而言，热处理工艺对于金属材料性能的影响主要表现在以下几个方面。
1. 强度和硬度热处理可以使金属材料得到更为细致和均匀的组织结构，从而提高其硬度和强度。
例如，通过快速冷却可以促进晶粒细化，增强材料的塑性和韧性，同时也可以提高材料的屈服强度和硬度。
2. 韧性和延展性金属材料的韧性和延展性与其晶界分布和相的含量有很大关系，热处理可以通过调节晶界的特性和改变相的比例，从而提高材料的韧性和延展性。
热处理工艺对钢材性能的影响随着经济的发展，钢材在现代工业生产中扮演了重要的角色。
钢材是一种经过熔炼、铸造或轧制后制成的金属材料，它在工业制品中应用广泛，如汽车、建筑、机械等领域。
然而，没有合适的热处理工艺，钢材的性能无法达到各种工业应用的要求。
因此，热处理工艺对钢材性能的影响备受关注。
一、热处理工艺对钢材微观组织的影响钢材的性能取决于其组织结构，而热处理工艺可以改变钢材的组织结构。
热处理工艺分为退火、正火、淬火和回火四种。
不同的热处理工艺可以改变钢材的晶体结构、相量结构和碳含量等。
正火可以改善钢材表面的硬度，从而提高钢材的机械性能和耐磨性。
淬火可以使钢材达到最大的强度，但会导致钢材易于断裂。
回火可以降低钢材的脆性和残余应力，使其更加韧性和耐久性，但同时会降低钢材的强度和硬度。
二、热处理工艺对钢材机械性能的影响钢材的机械性能是指在一定条件下，钢材所表现出的塑性、强度、硬度、韧性等性能。
经过不同的热处理工艺，钢材的机械性能可以得到改善或降低。
例如，正火可以提高钢材的强度和硬度，淬火可以提高钢材的强度和抗磨性，回火可以降低钢材的脆性和改善其韧性和耐久性。
在实际应用中，选择合适的热处理工艺，可以使钢材的机械性能更加稳定和满足各种应用需求。
三、热处理工艺对钢材化学性质的影响钢材化学性质是指钢材中各种成分的含量和细化程度以及钢材中含有的杂质及其含量。
热处理工艺可以改变钢材的化学性质，从而影响钢材的耐腐蚀性、脆性、裂纹敏感性、磁性等性质。
例如，高温淬火可以使钢材中的铁素体转化为马氏体，从而提高钢材的硬度和强度。
但是，过高的淬火温度和时间会导致钢材中的贝氏体含量增加，使其易于出现脆裂现象。
四、热处理工艺对钢材的应用热处理工艺在钢材的应用中具有广泛的影响。
例如，热处理工艺在汽车制造领域中的应用，可以使汽车零部件具有更高的强度和耐久性，提高汽车安全性和使用寿命。
在建筑领域中的应用，热处理工艺可以使建筑材料具有更高的韧性和抗震性，提高建筑物的抗压和承重能力。
热处理对钢材力学性能的影响研究钢材是一种重要的结构材料，其性能直接影响到工程结构的质量和安全性。
而热处理作为一种常见的材料改性方法，可以通过控制钢材的加热和冷却过程来调控其组织结构和力学性能。
本文旨在研究热处理对钢材力学性能的影响，并探讨其机理。
1. 热处理的基本原理热处理是通过改变钢材的组织结构和晶粒尺寸，从而调节其力学性能。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火和回火等。
退火是指将钢材加热到一定温度，然后控制其冷却速率，以使钢材的晶粒长大并减少组织中的碳化物，从而提高其韧性和延展性。
正火是指将钢材加热至临界温度以上，然后控制其冷却速率，以获得适宜的力学性能。
淬火是迅速将钢材从高温加热状态快速冷却至室温，通过产生马氏体组织，提高钢材的硬度和强度。
回火是在淬火后将钢材再次加热至一定温度，然后控制其冷却速率，以降低淬火时产生的内应力和脆性，并提高韧性。
2. 热处理对钢材力学性能的影响2.1 强度和硬度热处理可以显著提高钢材的强度和硬度。
淬火后的钢材中形成的马氏体具有良好的强度和硬度，从而提高了钢材的抗拉强度和硬度。
此外，通过控制回火温度和时间，可以调节马氏体转变为回复体的速率和程度，从而调控钢材的硬度和韧性。
2.2 韧性和延展性热处理对钢材的韧性和延展性也有显著影响。
退火可以使钢材的晶粒长大并减少组织中的碳化物，从而提高钢材的韧性和延展性。
与此同时，回火可以降低淬火时产生的内应力和脆性，进一步提高钢材的韧性。
3. 热处理的影响机理热处理对钢材力学性能的影响是由于其对钢材组织结构的影响。
在加热过程中，钢材的晶粒会长大并发生相变，形成不同的组织结构。
淬火过程中，快速冷却导致组织中的碳原子无法扩散形成稳定的晶格结构，从而形成硬脆的马氏体。
回火过程中，再次加热使马氏体转变为回复体，并释放掉一部分内应力，从而提高钢材的韧性。
4. 研究方法与应用前景研究热处理对钢材力学性能的影响可以采用多种方法，如金相显微镜观察、硬度测试、拉伸实验等。
热处理工艺对金属材料性能的影响热处理工艺是一种常用于改变金属材料性能的方法，通过对金属材料进行加热和冷却处理，可以显著提升其物理、化学和机械性能。
本文将探讨热处理工艺对金属材料性能的具体影响。
1. 调变材料强度和硬度热处理工艺可以改变金属材料的强度和硬度。
通过调控加热温度和冷却速率，可以使金属材料的晶体结构发生变化。
例如，调节热处理过程中的淬火介质和淬火温度，可以将宏观组织转变为细小的马氏体组织，从而提高金属材料的硬度和强度。
2. 提高金属的耐磨性金属材料在使用过程中往往需要具备良好的耐磨性能，以防止表面受到磨损损坏。
热处理工艺可以通过改变金属材料的晶体结构，提高其耐磨性。
例如，采用淬火过程可以在金属表面形成增加硬度的马氏体，从而提高其抗磨损性能。
3. 提升金属的韧性和塑性金属材料的韧性和塑性是衡量其可塑性和断裂抗性的重要指标。
通过适当的热处理工艺，可以显著提升金属材料的韧性和塑性。
例如，采用固溶处理和时效处理可以改变金属材料的析出相行为，使其具备更好的延展性和抗断裂性能。
4. 改善金属的耐腐蚀性能金属材料在暴露于潮湿空气或特定环境中时容易发生腐蚀，进而影响其使用寿命。
热处理工艺可以通过形成致密的氧化膜或化合物膜，提高金属的耐腐蚀性能。
例如，通过淬火和回火处理可以降低铁素体不锈钢中的碳和铬元素的溶解度，从而增加其耐腐蚀性。
5. 调节材料的尺寸稳定性金属材料在受热和冷却过程中容易发生尺寸变化，这对一些精密零部件的制造和装配造成困扰。
热处理工艺可以通过控制加热和冷却过程来调节材料的尺寸稳定性。
例如，应用固溶处理和冷却过程中的时效处理可以减轻金属材料的变形和残余应力，提高其尺寸稳定性。
综上所述，热处理工艺对金属材料性能的影响是多方面的。
通过适当的热处理工艺，可以调变材料的强度、硬度、耐磨性、韧性、塑性、耐腐蚀性和尺寸稳定性。
对于不同的金属材料和应用需求，选择合适的热处理工艺是提升金属材料性能的重要手段。
热处理方法对金属材料的变形性能的影响热处理是一种通过控制金属材料的加热和冷却过程，改变其晶体结构和组织状态，从而达到改善材料性能的目的的工艺。
在工业生产中，热处理广泛应用于金属材料的加工过程中，它对金属材料的变形性能产生重要影响。
本文将从几个方面探讨热处理方法对金属材料的变形性能的影响。
第一，热处理对金属材料的晶体结构和组织状态的改变对其变形性能产生影响。
金属材料的晶体结构和组织状态直接影响其力学性能，进而影响其变形性能。
通过适当的热处理方法，如退火、正火、淬火等，可以使金属材料的晶体结构和组织状态发生改变，从而改善其变形性能。
第二，热处理可以提高金属材料的硬度和强度，从而改善其变形性能。
通过热处理方法，可以使金属材料中的晶界和位错得到重新排列，从而提高材料的位错密度和晶界能量。
这使得金属材料的塑性减小，硬度和强度增加，从而提高了其变形性能。
第三，热处理可以改变金属材料的内应力状态，从而影响其变形性能。
金属材料在加工过程中会产生内应力，影响其变形行为。
通过热处理方法，可以减轻或消除金属材料中的内应力，提高其变形性能。
例如，通过淬火等方法，可以使金属材料快速冷却，产生较大的残余应力，进而增加材料的抗变形能力。
第四，热处理可以改善金属材料的韧性和延展性，从而影响其变形性能。
金属材料的韧性和延展性是指材料在受力作用下发生塑性变形和断裂的能力。
通过适当的热处理方法，可以改变金属材料中的晶界和位错结构，增加材料的韧性和延展性，从而提高其变形性能。
综上所述，热处理方法对金属材料的变形性能产生重要影响。
通过调整金属材料的晶体结构和组织状态，提高其硬度和强度，改变其内应力状态，改善其韧性和延展性，可以有效地改善金属材料的变形性能。
因此，在金属材料的加工过程中，合理选择适当的热处理方法尤为重要，以达到最佳的变形性能。
第40卷 第5期 上 海 金 属 Vol.40,No.552 2018年9月 SHANGHAI METALS September ,2018作者简介:姜英花,女,博士,高级工程师,主要研究方向为汽车用先进高强钢,E⁃mail:yinghuajiang @热处理工艺对相变诱发塑性钢组织和性能的影响姜英花1,2 邝 霜1,2(1.首钢技术研究院,北京 100043;2.绿色可循环钢铁流程北京市重点实验室,北京 100043) 【摘要】 研究了热处理工艺对相变诱发塑性钢组织和力学性能的影响㊂3种热处理工艺分别为传统一步法(Ⅰ)㊁不经缓冷段的一步法(Ⅱ)和两步法(Ⅲ)㊂结果表明,采用工艺Ⅰ试制的钢具有低的屈服强度和屈强比㊂采用工艺Ⅱ和工艺Ⅲ试制的钢具有高的断后伸长率和强塑积㊂采用工艺Ⅰ试制的钢的组织主要由软相多边形铁素体和块状残留奥氏体组成,而采用工艺Ⅱ和工艺Ⅲ试制的钢的组织由硬相贝铁素体/马氏体和分布其间的薄膜状残留奥氏体组成㊂【关键词】 TRIP 钢 热处理 屈强比 残留奥氏体Effect of Heat Treatment Process on Microstructure andMechanical Properties of TRIP SteelJiang Yinghua 1,2 Kuang Shuang 1,2(1.Shougang Research Institute of Technology ,Beijing 100043,China ;2.Beijing Key Laboratory of Green Recyclable Process for Iron &Steel Production Technology ,Beijing 100043,China ) 【Abstract 】 Effect of heat treatment processes on the microstructure and mechanical properties of transformation induced plasticity steel was investigated.The three types of heat treatments were the traditional one step method (Ⅰ),one step method (Ⅱ)and two step method (Ⅲ)without slow cooling stage.The results showed that the steel produced by the method Ⅰhad low yield strength and yield ratio.The steels tested by the methods Ⅱand Ⅲhad high elongation and good product of strength and ductility.The microstructure of the steel produced by the method Ⅰwas mainly composed of soft polygonal ferrite and blocky retained austenite ,and microstructures of the steel produced by the methods Ⅱand Ⅲwere consisted of hard bainitic ferrite /martensite and retainedaustenite films dispersed between them.【Key Words 】 TRIP steel ,heat treatment ,yield ratio ,retained austenite 与传统汽车用钢相比,相变诱发塑性(TRIP)钢因TRIP 效应而具有较高的强度和塑性㊂TRIP 效应是指钢中的残留奥氏体在变形过程中诱发马氏体相变,从而提高钢的强度和塑性㊂随着我国汽车工业的发展,迫切需要提高TRIP 钢的强度级别,因此高强级别TRIP 钢的开发在我国具有极大的潜力,蕴涵着巨大的商机和市场[1⁃3]㊂相比于双相钢,TRIP 钢的断后伸长率较高,但由于其延伸凸缘性能不良,因而不能作为悬挂件的材料使用㊂TRIP 钢的组织包含高塑性的铁素体和硬质的贝氏体或马氏体,有利于总延伸的提高,残留奥氏体的存在可进一步提高延伸性能㊂但是随着总延伸率的提高,钢的凸缘翻边性能和弯曲性能等由局部延伸决定的性能就会受损㊂文献报道,高的屈强比有利于提升钢的凸缘翻边性能和弯曲性能[4⁃6]㊂因此,本文研究了热处理工艺对TRIP 钢组织和性能的影响,以期开发出具有高屈强比的TRIP 钢㊂1 试验材料与方法获得足够稳定的残留奥氏体是提高TRIP 钢第5期 姜英花等:热处理工艺对相变诱发塑性钢组织和性能的影响53的强度和塑性的有效方法㊂C作为稳定奥氏体的重要元素,对于高强度级别非常必要,但考虑到钢的焊接性能,碳的质量分数不能高于0.25%㊂Mn 也是稳定奥氏体的元素之一,考虑到强度级别,Mn的质量分数应高于1.5%,但是过高的Mn也会导致偏析恶化加工性,因此Mn的质量分数应控制在2.5%以内㊂Si在铁素体中的溶解度远远高于C㊁Mn在铁素体中的溶解度,Si在铁素体中的溶解在很大程度上提高了C㊁Mn在铁素体中的化学势㊂两相区退火时,在化学势的驱动下,C㊁Mn原子充分向奥氏体中扩散并聚集于奥氏体中,使得奥氏体稳定性进一步提高[7]㊂采用Thermo⁃Calc软件计算获得试验钢的两相区相分数,其平衡两相区温度为690~830℃㊂试验TRIP钢采用C⁃Mn⁃Si基本成分体系,化学成分见表1㊂ 表1 试验钢的化学成分(质量分数) Table1 Chemical composition of the testedsteel(mass fraction)%元素C Si Mn Al P S Fe 质量分数0.21.51.8≤0.07≤0.015≤0.01余量 采用Vatron连续退火热模拟机模拟了3种不同连退工艺,具体工艺曲线如图1所示,工艺参数如表2所示㊂其中传统一步法工艺(Ⅰ)为,将冷轧带钢加热到铁素体奥氏体两相区,在缓慢冷却过程中调节奥氏体量,在快速冷却过程中避开珠光体转变区,在贝氏体区残留奥氏体转变为贝氏体并向未转变奥氏体中排碳,使得贝氏体转变结束后残留的奥氏体稳定到室温㊂不经缓冷段的一步法工艺(Ⅱ)为,将冷轧带钢加热到完全奥氏体化区,不经缓冷区直接快速冷却避免多边形铁素体及珠光体的形成,在贝氏体区完成贝氏体转变,并残留奥氏体,最终形成贝氏体(或贝铁素体)和残留奥氏体的组织㊂两步法工艺(Ⅲ)是,先将冷轧带钢完全奥氏体化后,实现一次淬火形成一定比例的马氏体和未转变奥氏体,在二次退火过程中碳从马氏体向奥氏体中扩散㊂将热处理后的钢板沿轧制方向线切割,根据GB/T228 2002加工拉伸试样,试样的标距为50mm,在MTS万能试验机上进行力学性能测试㊂采用光学显微镜(OM)和透射电镜(TEM)进行了微观组织分析㊂图1 热处理工艺曲线Fig.1 Heat treatment process curves 表2 热处理工艺参数Table2 Heat treatment process parameters工艺编号加热温度/℃缓冷温度/℃冷却温度/℃时效温度/℃二次加热温度/℃Ⅰ820650400400-Ⅱ870-400400-Ⅲ870-3003004002 试验结果与分析表3为3种不同连退工艺下获得的试验钢的力学性能㊂可以看出,工艺(Ⅰ)处理的钢的屈服强度和断后伸长率最低;工艺(Ⅲ)处理的钢的抗拉强度和断后伸长率最高;工艺(Ⅰ)处理的钢的屈强比最低,工艺(Ⅱ)处理的钢的屈强比最高㊂3种工艺处理的钢的强塑积依次递增,其中工艺(Ⅲ)处理的钢的强塑积最高㊂图2为3种试验钢的显微组织㊂可以看出,工艺(Ⅰ)处理的钢的组织由大量多边形灰色铁素体㊁白色块状MA相(马氏体+残留奥氏体)和少量黑色贝氏体组成㊂工艺(Ⅱ)处理的钢的组织为黑灰色的条状贝氏体铁素体相,其间分布着白色条状奥氏体相和部分白色块状MA相㊂工艺(Ⅲ)处理的钢的组织为灰色条状马氏体,其间分布着白色条状奥氏体和部分白色块状MA相㊂据文献报道,以软相(类似铁素体)为基体的钢的屈服强度偏低,相反以硬相(贝氏体或贝铁素体或马氏体)为基体的钢的屈服强度较高㊂因此,工54 上 海 金 属 第40卷艺(Ⅰ)处理钢的低的屈服强度和屈强比是由其软相铁素体基体所致㊂为了进一步确定奥氏体相的具体形态,对试验钢进行透射电镜观察,如图3所示㊂从图3(a)中可见,邻近铁素体的低密度位错块状奥氏体和夹在贝氏体铁素体(马氏体)条间的薄膜状奥氏体㊂据文献报道,夹在条状基体之间的膜状残留奥氏体的碳富集度要高于块状残留奥氏体,因此膜状残留奥氏体的稳定性好于块状残留奥氏体[8]㊂从而,采用工艺(Ⅱ)和工艺(Ⅲ)处理的钢因含有薄膜状的残留奥氏体而具有较高的断后伸长率和强塑积㊂3 结论表3 试验钢的力学性能Table 3 Mechanical properties of the tested steels工艺编号屈服强度R eL /MPa 抗拉强度R m /MPa 断后伸长率A 50/%加工硬化值n 屈强比强塑积/(MPa㊃%)Ⅰ4301028180.160.4218504Ⅱ730990210.140.7420790Ⅲ7101070220.130.6623540图2 不同热处理工艺获得的试验钢的显微组织Fig.2 Microstructures of the tested steel obtained by different heat treatmentprocesses图3 试验钢的TEM 形貌Fig.3 TEM morphologies of the tested steel (1)采用工艺(Ⅰ)处理的TRIP 钢的屈强比和强塑积均不高,其组织由多变形铁素体㊁贝氏体(马氏体)和块状奥氏体组成,其中铁素体基体是导致其屈强比较低的主要原因㊂(2)采用工艺(Ⅱ)和(Ⅲ)处理的TRIP 钢的屈强比和强塑积均较高,其强塑积在20000MPa%以上,其组织由硬相基体(贝氏体铁素体/马氏体)和薄膜状奥氏体组成㊂其中硬相基体提高了钢的屈服强度,稳定性较好的薄膜状奥氏体提高了钢的断后伸长率㊂参考文献[1]王晓东,王利,戎咏华.TRIP 钢研究的现状与发展[J].热处理,2008,23(6):8⁃19.[2]王利,金蕾,夏启,等.冷轧TRIP 钢的特性及应用[J].汽车工艺与材料,2004(6):72⁃74.[3]李志峰,符仁钰,马娟,等.热处理工艺对高强度TRIP 钢组织与性能的影响[J].上海金属,2011,33(6):10⁃14.(下转第61页)第5期 洪笑宇等:新型镍基高温合金1100℃氧化行为的研究61 此,该新型镍基高温合金具有优异的高温抗氧化性,可在1100℃长期使用㊂参考文献[1]WANG X,ZHOU Y.High⁃temperature oxidation behavior ofTi 2AlC in air[J].Oxidation of Metals,2003,59(3/4):303⁃320.[2]HUA Y Q,RONG Z,YE Y X,et ser shock processingeffects on isothermal oxidation resistance of GH 586superalloy [J].Applied Surface Science,2015,330(6):439⁃444.[3]WANG J,ZHOU L Z,SHENG 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