基于动态相变的热轧C-Mn-Al-Si系TRIP钢组织演变

Q235B热轧带钢的冷却相变行为及热轧工艺研究摘要：通过对Q235B带钢的高温相变平衡温度及相变开始温度的研究，并根据静态再结晶细化晶粒的原理，制定了适合Q235B带钢的热轧轧制工艺，并有效解决了Q235B厚规格屈服强度、抗拉强度及延伸率偏低等问题。

关键词：相变平衡温度、相变开始温度、贝氏体转变、静态再结晶1前言Q235B作为热轧板材中最普通、使用最广泛的钢种，在我国的每年产量至少在4亿吨以上，因其生产工艺相对较简单，大多数钢厂，尤其是技术力量相对较薄弱的民营企业普遍用该钢种作为主要的热轧板材产品，且大多以粗放式生产为主。

国内外鲜有报道对其热轧阶段的冷却相变行为进行充分的研究，导致指导生产的理论知识缺失，钢材（尤其是厚规格产品）经常出现批量的强度偏低、冷弯脆断、延伸率不符等问题，从而导致生产成本上升，无法及时兑现订单，严重影响公司产品形象。

本文以国内某钢厂（下称：S厂）Q235B板材为例，研究了其在热轧过程中的冷却相变行为，为Q235B产品，尤其是厚规格产品的生产提供了充分的实际保障和理论依据，提高了产品的一等品率，创造了良好的经济效益和社会效益。

S厂的1780mm生产线工艺流程如图 1 所示，该生产线的主要设备有三座常规式步进梁加热炉、一台定宽机、两架带立辊的粗轧机 R1 和 R2、七机架精轧机组 F1-F7、前置式超快冷及层流冷却装置、三台卷取机。

在定宽压力机之前、粗轧机架、精轧机前设有高压水除鳞系统，F1-F6 每个机架后设有带钢冷却水，F1-F7机架间设有水雾除尘水、逆喷等水冷却系统。

图1 S厂1780mm生产线工艺流程图2Q235B冷却过程相变初步分析Q235B 板坯在加热过程中主要发生奥氏体（用符号γ表示）晶粒长大和均匀成分。

随后经过粗、精轧机的轧制，该过程主要发生高温奥氏体区的再结晶及由再结晶引起奥氏体晶粒细化、碳氮化合物的析出以及低温奥氏体区的应变累积效应等。

当带钢出精轧机后，轧后冷却过程中首先发生的是奥氏体晶粒的长大，经由层冷达到奥氏体相变平衡温度以下发生相变，相变结束后铁素体晶粒长大。

《Fe-Mn-Al-C系低密度钢的组织演变及力学性能的研究》篇一摘要：本论文对Fe-Mn-Al-C系低密度钢的组织演变和力学性能进行了深入的研究。

首先通过介绍相关领域背景，提出了研究的必要性和意义。

然后通过对该类钢的制备工艺、组织结构、以及力学性能进行实验研究，得出了重要的结论。

本文旨在为该领域的研究人员提供有关Fe-Mn-Al-C系低密度钢的新知识，同时也为优化材料性能提供了新的方向。

一、引言随着现代工业的快速发展，对于材料性能的要求也越来越高。

Fe-Mn-Al-C系低密度钢作为一种新型的轻质高强材料，在汽车、航空航天等领域具有广泛的应用前景。

其独特的组织结构和优异的力学性能使其成为研究的热点。

然而，关于其组织演变及力学性能的研究尚不够深入，因此，本论文旨在对该类钢的组织演变及力学性能进行系统的研究。

二、Fe-Mn-Al-C系低密度钢的制备工艺与实验方法本实验采用的Fe-Mn-Al-C系低密度钢，通过熔炼、轧制、退火等工艺流程制备而成。

在实验过程中，我们采用了金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪等设备对材料的组织结构进行观察和分析。

同时，通过拉伸试验、硬度试验等手段对材料的力学性能进行了测试。

三、Fe-Mn-Al-C系低密度钢的组织演变1. 显微组织观察：通过对不同热处理条件下样品的显微组织观察，发现随着退火温度的提高，钢材中的相组成逐渐趋于稳定。

同时，由于碳含量的影响，观察到马氏体和奥氏体相的存在。

2. 晶粒结构分析：研究表明，在合适的热处理条件下，钢材的晶粒尺寸可以显著减小，从而有效提高材料的强度和韧性。

3. 合金元素分布：通过对合金元素的分布进行研究，发现Mn、Al等元素在钢材中均匀分布，有效地改善了钢材的机械性能。

四、Fe-Mn-Al-C系低密度钢的力学性能研究1. 拉伸性能：实验结果表明，该类钢具有较高的抗拉强度和良好的塑性变形能力。

随着退火温度的提高，材料的延伸率有所提高。

TRIP钢中相似结构相的区分及定量表征洪慧敏;牛亚慧;张珂;汪兵【摘要】为了对钢铁样品中不同相进行准确区分,建立了一种较为直观的定量分析方法.试验以TRIP钢为例,采用光学显微镜、X射线衍射仪及电子背散射衍射技术对试验钢的微观组织、物相及相似结构相进行了表征.结果表明:电子背散射衍射技术不仅可以区分出TRIP钢中的体心立方和面心立方结构,而且能通过菊池带衬度图像对结构相似的铁素体、贝氏体以及马氏体3种相进行进一步细分,并最终得出定性分布和定量结果:铁素体为45.10％,贝氏体为47.80％,奥氏体为5.23％,马氏体为1.87％,说明其在区分相似结构相方面优势显著.【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2014(034)004【总页数】5页(P1-5)【关键词】电子背散射衍射;TRIP钢;菊池带衬度;相似结构相【作者】洪慧敏;牛亚慧;张珂;汪兵【作者单位】江苏省(沙钢)钢铁研究院,江苏张家港215625;江苏省(沙钢)钢铁研究院,江苏张家港215625;江苏省(沙钢)钢铁研究院,江苏张家港215625;江苏省(沙钢)钢铁研究院,江苏张家港215625【正文语种】中文【中图分类】TB31;TG115.21+5.7钢铁材料的力学性能与其内部的多相结构有着密切的联系。

例如，马氏体相变程度被认为是影响相变诱导塑性（TRIP）钢抗拉强度与延伸率的重要因素［1］，因此，有必要对钢铁中多相结构进行有效的区分及精确的定量分析。

迄今为止，区分多相的方法主要包括X射线衍射法（XRD）［2］、透射电子显微术法（TEM）、彩色金相法等。

其中，XRD一般用来定性分析相；TEM对样品要求较高且难以得到统计性的结果；彩色金相法可区分相的种类有限。

电子背散射衍射（EBSD）是在扫描电镜上广泛使用的一种重要技术，可以得到晶体微区取向和晶体结构［3］。

目前，EBSD技术已被广泛应用于钢铁的结构分析中，其中包括晶界分析、织构分析、晶体的取向分布和相鉴别等方面［4－6］。

《Fe-Mn-Al-C系低密度钢的组织演变及力学性能的研究》篇一摘要：本文对Fe-Mn-Al-C系低密度钢的组织演变和力学性能进行了深入的研究。

通过对该类钢的成分设计、冶炼过程、组织结构的形成与转变，以及相应的力学性能测试的分析，旨在理解其性能提升的机理和实际应用中的优势。

研究结果对开发新型轻质高强钢材料具有指导意义。

一、引言随着现代工业的快速发展，对材料性能的要求日益提高。

Fe-Mn-Al-C系低密度钢作为一种新型的轻质高强材料，因其良好的力学性能和较低的密度而受到广泛关注。

该类钢具有优异的可塑性和抗腐蚀性，且成本相对较低，具有广阔的应用前景。

因此，对其组织演变及力学性能的研究显得尤为重要。

二、材料成分设计与冶炼过程Fe-Mn-Al-C系低密度钢的成分设计主要依据其所需的力学性能和物理性能。

本研究所用的材料，在保持较低密度的同时，也确保了足够的强度和韧性。

冶炼过程中，严格控制了各种元素的配比和熔炼条件，以获得最佳的微观组织和力学性能。

三、组织结构的形成与转变1. 凝固过程：在凝固过程中，合金元素在液相中的溶解和析出行为对组织结构有重要影响。

本研究所用的低密度钢在凝固过程中形成了均匀的枝晶结构，枝晶间富含合金元素，有利于后续的热处理过程。

2. 热处理过程：经过适当的热处理后，低密度钢的组织结构发生明显变化。

通过退火处理可以消除内应力，改善材料的塑性和韧性；而淬火处理则可进一步提高材料的硬度和强度。

四、力学性能研究1. 抗拉强度：经过合理的热处理后，Fe-Mn-Al-C系低密度钢的抗拉强度得到显著提高。

在一定的合金元素配比下，该类钢的抗拉强度可达到较高的水平。

2. 延伸率：该类钢具有良好的塑性变形能力，延伸率较高，这得益于其均匀的枝晶结构和良好的内部组织结构。

3. 冲击韧性：低密度钢具有较好的冲击韧性，能够在承受冲击载荷时吸收较多的能量而不发生断裂。

4. 硬度与耐磨性：经过适当的热处理后，该类钢的硬度得到提高，同时其耐磨性也得到显著增强。

含Ti系TRIP钢静态CCT曲线测定及分析王乐【摘要】采用热膨胀法研究了某含Ti系TRIP钢在完全奥氏体温度下的连续冷却相变过程;结合显微组织观察,建立了试验钢的连续冷却转变曲线,分析了钢的相变规律和组织形貌.结果表明,当冷速低于1℃/s时,试验钢仅发生铁素体和珠光体相变;加快冷速后,逐渐发生贝氏体和马氏体相变;冷速超过10 ℃/s时,认为贝氏体已基本消失,只发生马氏体转变,室温组织为全马氏体.试验钢在冷轧试制过程中,可选择在两相区退火,淬火温度(一次快冷温度)可取204 ～343℃.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】3页(P39-41)【关键词】热膨胀法;TRIP钢;连续冷却转变曲线;显微组织;相变【作者】王乐【作者单位】山东钢铁集团日照有限公司科技质量中心,山东日照276826【正文语种】中文【中图分类】TG142.11 前言TRIP钢兼具高强度和高塑性，碰撞吸能效果好，可减轻车身重量、降低油耗［1-2］。

与传统汽车钢板比较，TRIP钢板制造的汽车零部件能减重约12%，车重减轻10%［3］。

TRIP钢板通常有热轧和冷轧两种，前者通过热轧控冷来获得多边形铁素体、片状（或板条状）贝氏体及残余奥氏体多相组织；后者则通过冷轧后进行临界加热、贝氏体等温淬火的热处理方法控制多相组织的形成（通常在连续退火炉中进行）［4］。

本研究主要探讨1 000 MPa以上级、超高强塑积的含Ti系TRIP试验钢的连续冷却转变行为，根据不同的工艺需求测定试验钢的静态CCT曲线，确定试验钢在无变形条件下的马氏体形成临界冷速以及马氏体转变温度区间（即Ms点与Mf点），分析不同冷速对室温金相组织的影响规律，以期对实际冷轧热处理工序中的冷却制度和淬火温度窗口的制定提供理论指导。

2 试样制备与试验方法试验钢的主要化学成分见表1。

表1 试验钢的化学成分（质量分数）%C P S≤0.25 Si≤2.0 Mn≤2.0≤0.03≤0.01Ti≤0.2试验钢经真空感应电炉熔炼后铸造成200 kg的铸锭，然后锻造成横截面尺寸为60 mm×60 mm的锻坯，加热至1 200℃并保温2 h后，使用实验室Φ450热轧机，经6道次轧成5 mm厚的板坯。

Si2Mn系TRIP钢显微组织研究邹宏辉,符仁钰,李麟(上海大学材料科学与工程学院,上海200072)摘　要:Si2Mn系TRIP钢有着高强度与高伸长率组合的力学性能,因而成为一种优良的汽车用钢。

其优异的力学性能源于独特的显微组织。

采用彩色定量金相分析可成功地研究其复杂的多相组织(铁素体+贝氏体+残余奥氏体)。

此外,综合其他手段(X射线衍射、SEM分析等)可非常有效地研究化学成分、热处理工艺参数等因素对其显微组织的影响。

关键词:TRIP钢;彩色金相;显微组织中图分类号:TG142.41;TG115.21 文献标识码:A 文章编号:100023738(2002)0320012203 An Investigation into Microstructure of Si2Mn TRIP SteelZOU H ong2hui,FU R en2yu,L I Ling(Shanghai University,Shanghai200072,China)Abstract:TRIP2assisted steel is known for its combination of high strength and high ductility.A reagent,for studying the complet microstructure of Si2Mn TRIP steel,which is mainly composed of ferrite,bainite as well as remained austenite,has been developed.Every phase in the s pecimen displayed a unique color when subject to the developed reagent,allowing for the differentiation of all phases.In the meantime,X2ray diffraction and SEM have also been em2 ployed to study the microstructure of Si2Mn TRIP steel.K ey w ords:TRIP2assisted steel;color metallography;microstructure1　引　言将含Si、Mn元素钢置于亚临介温区内退火,并迅速冷却至贝氏体转变区等温,在室温下可获得以多边形铁素体(F)为基体,加贝氏体(B)和大量富C 残余奥氏体(RA)的多相组织[1]。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------相变诱发塑性(TRIP)钢Transformation Induced Plasticity Steel1/ 25? TRIP钢板最先是由V.F.Zackay发现并命名 ? 随着节能减排要求逐渐严栺和汽车制造技术的发展,越来越多的高强度钢板被用于汽车结构件和覆盖件的制造 ? 与其它高强度钢板相比, DP 钢和 TRIP 钢都具有高强度和良好韧性的优点, 是汽车轻量化的理想材料 ? 目前, DP 钢在汽车上的应用比 TRIP 钢广泛 ? 虽然 TRIP 钢目前在汽车用钢中所占比例仅 4 % , 但由于其独特的强韧化机制和高的强韧性 (强塑积可达21000MPa·%) ,被公认为是新一代汽车用高强度钢板 ? 日本的钢铁公司目前在TRIP 钢方面的研究、开发已处于世界领先地位---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? TRIP效应是残余奥氏体向马氏体转变使得强度和塑性同时提高的效应。

这种残余奥氏体在室温下比较稳定 , 但在变形时会发生马氏体相变 , 诱发钢的塑性提高 ? TRIP 钢在变形过程中 , 残余奥氏体转变成高强度的高碳马氏体 , 同时伴随着体积膨胀 , 因而抑制了塑变的不稳定 , 增加了均匀延伸的范围 , 故使得强度和塑性同时提高。

3/ 25基本合金元素? C元素的影响 ? Si元素的作用 ? Mn元素的作用非基本元素? 微合金元素作用? 其它合金元素的作用---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? 在低碳Si-Mn系TRIP钢中，能最有效地稳定奥氏体的元素是C，奥氏体中含C量是影响其Ms点的主要因素 ? 同时，随着低碳Si-Mn 系TRIP钢中C含量的提高，其在临界温度范围内退火时所形成的奥氏体体积分数也提高，由此可见增加钢中C元素的含量，可显著提高显微组织中残余奥氏体含量 ? 当然，TRIP钢作为成型用钢含碳量不能太高，一是影响成型性，二是影响焊接性能 ? C-Si-Mn系TRIP 钢中C含量一般低于0.02%5/ 25? Si元素可提高C在铁素体中的活度，起到净化铁素体中C原子的作用，使奥氏体富C，增加了过冶奥氏体的稳定性 ? 冶却过程中，Si元素抑制碳化物的形核与析出，使珠光体转变“C”曲线右移，滞缓了珠光体的形成 ? 在贝氏体转变区等温时，由于Si元素为非碳化物形成元素，又以置换固溶体的形式存在，扩散很困难，故使碳化物形核困难，导致贝氏体铁素体和过冶奥氏体中均无碳化物析出---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? 另外，Si元素有缩小奥氏体相区的的作用，Si元素含量提高，在两相区退火时使奥氏体比例下降 ? 低碳Si—Mn系TRIP钢中含Si 量只有在超过1.0% 的情冴下，才有可能导致最终显微组织中残余奥氏体的体积分数显著提高 ? 低碳Si—Mn系TRIP钢中，Si元素含量控制在 1.0%~1.5%之间7/ 25? Mn元素有较强的稳定奥氏体的作用，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 ? Mn主要影响奥氏体生成后向铁素体长大的过程以及奥氏体与铁素体的最终平衡 ? 加入Mn元素使先共析铁素体析出线右移，这样使退火冶却过程中铁素体析出量较少，以保证最终显微组织中残余奥氏体含量 ? 当钢中Mn含量较高时，会导致TRIP钢板中生成带状组织；但是Si元素的存在，可消除钢板中的带状组织 ? 低碳Si-Mn系TRIP钢中Mn元素的成分变化范围在1.0%~2.0%之间---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? 微合金元素铌可有效控制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、冶却、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，这些均有利于TRIP钢获得优良的力学性能? ω(Nb)=0.05%与不含铌的热轧TRIP 钢相比，前者可以同时获得高的伸长率和高强度9/ 25? Mo是强烈稳定奥氏体元素，同时具有重要的固溶强化作用，此外Mo能强烈延迟碳化物的析出，能起到部分取代Si的作用---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? P：磷可以用来减小硅在TRIP钢中的聚集而不影响钢的力学性能，对Ac1、Ac3的影响较小 ? Cu：铜有很强的固溶强化作用，但铜的溶解仅在高温时发生；铜还通过细化晶粒来提高强度；含铜的TRIP 钢避免了贝氏体相变过程中碳化物的形成，使残余奥氏体的稳定性得到提高，综合力学性能最佳，而且具有降低等温温度和缩短等温时间的作用，能够降低能量消耗，节省时间，提高生产率 ? Al：铝降低了碳在铁素体中的活度系数，提高碳在铁素体中的固溶度，高的铝含量，导致了残余奥氏体的高的碳含量；铝提高了渗碳体开始温度，更重要的是，铝加速了贝氏体的形成；铝的缺点是固溶强化效果差，以及大大的提高了Ms温度11/ 25? TRIP钢的成分以C-Mn-Si合金系统为主，有时也可根据具体情冴添加少量的Cr、V、Ni等合金元素。

不同Al含量δ-TRIP钢铸态组织性能分析郭雪霏;冯运莉;王宇辰【摘要】通过OM技术,XRD技术,对2种不同Al含量的δ-TRIP钢进行了组织分析,研究结果表明,铁素体的含量随着Al含量的增加而呈上升趋势。

而奥氏体呈下降趋势,同时当Al元素的含量由4%升至6%时,组织中的铁素体种类发生了变化,由原来的α铁素体转变为了δ铁素体。

利用拉伸试验机对2种试验钢进行了组织分析,结果表明随着Al含量的增加其强度和延伸率都有所提高。

【期刊名称】《华北理工大学学报：自然科学版》【年(卷),期】2019(041)002【总页数】5页(P26-30)【关键词】不同Al含量;δ-TRIP钢;组织;性能【作者】郭雪霏;冯运莉;王宇辰【作者单位】[1]华北理工大学冶金与能源学院,河北唐山063210;[1]华北理工大学冶金与能源学院,河北唐山063210;[1]华北理工大学冶金与能源学院,河北唐山063210;【正文语种】中文【中图分类】TG142.1随着经济的飞速发展，世界各国也面临着严峻的空气污染问题，同时对汽车用高强钢提出了更高的要求，必须保证其在高强度的前提下仍然具有高成型性。

因此，第三代先进高强钢受到汽车制造业的青睐，其相对于传统汽车用钢有着明显优势[1]。

以双相钢(DP)、无间隙原子钢(IF)、马氏体钢、相变诱导塑性钢(TRIP)为代表的第一代汽车用高强钢强塑积在10～20GPa%左右，第一代高强钢的共同特点是其合金含量相对较低，组织成分为以铁素体为主相的多相显微组织[2]；以奥氏体不锈钢(AUST.SS)、轻质诱发塑性钢(L-IP)和孪晶诱发塑性钢(TWIP)等为代表的第二代汽车用高强钢，其强塑积可达50～70GPa%左右。

比第一代先进高强钢强塑积提高近5倍,但由于钢中Mn的质量分数高达20%,并添加了大量的Si、Al等合金元素,导致其冶炼成本过高，同时存在连铸工艺复杂、冶金生产困难及可涂镀性能差等缺点[3]。