Nb及二次淬火对Q&P钢组织性能的影响
随着对汽车用钢要求的不断提高,具有TRIP效应的高强度轻量化的汽车板已经越来越受到重视[1].有资料表明,汽车自身质量每减少10%,其耗油量可以降低3%~7%[2],因此汽车轻量化已经成为先进汽车工业发展的趋势,这就给汽车用钢的研发与生产带来了挑战.在众多的汽车用钢中,以相变强化为主的先进高强度钢的开发和应用受到了世界范围内研究者的关注.为了同时实现轻量化和提高安全性的目的,现代汽车用钢向着高强度高塑性发展,先后开发了诸如双相钢(DP)、复相钢(CP)、TRIP钢和TWIP钢等.美国Colorado School of Mines的Speer教授等人提出了一种新的热处理工艺: 淬火配分(Q&P)[3-4],能生产一种具有TRIP效应的高强度和较高塑性的马氏体基体钢,即Q&P钢,在室温下的组织为板条马氏体和富碳残余奥氏体,或者带有少量铁素体[5].其中马氏体为钢提供了高的强度,而残余奥氏体则保证了钢的塑性,是一种综合性能较好的新型高强度钢. 大多数的研究是以低、中碳的Si -Mn钢作为研究对象[6-9],考虑到Nb在TRIP钢中的细晶强化和析出强化效果[10-11],在本实验钢中添加了Nb,主要研究Q&P 工艺后二次淬火和Nb对实验钢组织和性能的影响,为今后Q& P工艺的改进和发展提供一定的参考依据.
1 实验材料和实验方法
1.1 实验材料制备
本实验采用表1中所示的两种成分钢.将两种成分的钢在50kg的真空感应炉中冶炼,浇铸成30kg的铸锭后,经锻造得到200mm×30mm(宽×厚)的钢坯.在电炉中加热至1200℃,开炉取料,于1150℃开轧,终轧温度为850℃,经8道次热轧轧至3mm厚的板.空冷至室温后,用10%盐酸溶液酸洗,再经过5道次的冷轧至1.2mm左右,把轧后的薄板切成要求的热处理试样.
1.2 实验方法
用相变仪测得1#实验钢和2#实验钢的Ms温度分别为340℃和360℃. 将切好的实验钢板清洗后分为两组浸入900℃的盐浴炉内进行3min 退火,之后淬入260℃的低温盐浴内淬火,再将试样分别放入350,390,420,450℃的盐浴炉中配分120s. 将其中一组拿出空冷,另一组拿出后直接水冷.把热处理后的薄板按照国标GB/T228—2002沿轧制方向切割成标距为25mm的标准拉伸试样.在万能力学试验机上进行拉伸速度为3×10-4m/s的静态拉伸试验,测定其力学性能. 同时再切下10mm×10mm的样品作为SEM用试样,经机械减薄后用4%的硝酸酒精溶液腐蚀,在SSX-550扫描电镜下观察其组织. 用线切割机切下厚度为0.4mm左右的试样,机械减薄至0.05mm进行冲孔,在高氯酸和无水乙醇混合的腐蚀液中进行电解双喷进一步减薄至0.04mm以下,在TECNAI-Q2-20透射电镜下观察其微观组织特征.
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