冷轧汽车用TRIP钢的高温热塑性

　　1 引言

　　近年来，一种新型的汽车用钢——相变诱发塑性(TRIP)钢引起国际钢铁和汽车工业界的重视。冷轧TRIP钢采用热处理工艺，得到铁素体、马氏体和少量奥氏体组织，从而获得600～800MPa高强度、高延伸性及高碰撞吸收性能。由于使用该钢可提高汽车的安全等级，因而研究和生产TRIP钢具有深远意义。

　　为给连铸和热轧生产TRIP钢的顺利进行提供理论依据，在北京科技大学的Gleeble一1500实验机上进行了测定TRIP钢高温热塑性的试验。

　　2试验材料和试验方法

　　2.1试验材料

　　选择2组成分不同的TRIP钢试样进行试验，其成分见表1。试样取自150mm×160mm连铸坯，尺寸规格为Φ10mm×120mm。为保证测量数据的真实性、准确性，要求试样有较高的表面光洁度和较小的公差范围。

　　2.2高温热塑性试验方法

　　研究材料的热塑性有热拉伸法和热压缩法，由于拉伸法比压缩法可获得更多的热塑性评定指标，所以试验采用了热拉伸法。

　　试验工艺峰值温度的确定按日本学者铃木的研究，零强度温度减去50℃作为峰值温度[1]，变形温度选为750～1350℃，降温速度为1℃/S，保温60s后以4×10-3/s的变形速率拉伸(与实际生产相近)，每隔50℃变形温度进行一次检测。淬火冷却后保存断口形貌，待进一步分析。最后得出温度与断面收缩率的关系曲线。

　　3试验结果

　　3.1高温拉伸曲线

　　图1显示了不同变形温度下得到的拉伸曲线。由图1可看出，随着变形温度的升高，拉伸强度基本呈下降趋势;在1350℃时没有缩颈过程，形成很短的曲线;在800℃时出现强度失稳现象。这是由于钢中高温固溶的Nb、Al等以Nb(CN)和AlN形式分别以静态或动态析出于γ晶界上。在应力作用下，大量球状Nb(CN)析出物与基体间产生空洞，进而形成裂纹。而在γ+α两相区高温域(700～800℃)，a相在沿着γ晶界上首先形成，使得晶界处极易发生撕裂式沿晶断裂，见图2。所以800℃时的断裂是在两种脆化机理相结合的作用下形成的。因此1号试样800℃时的拉伸曲线出现强度失稳现象。

　　3.2高温热塑性曲线

　　图3示出在不同变形温度下TRIP钢高温抗拉强度和面缩率的变化曲线。从图3可看出，强度随温度的升高而下降，从图3b中可找出一个最佳塑性区间。定义1200～1350℃为第1脆性温度区[2]。并且，2个试样均有较窄的热脆区，在1250℃时热塑性急剧下降，1350℃时几乎是零塑性。在1250"C时1号试样的塑性远低于2号试样，这与1号试样含Nb有关，因为Nb易产生氮化物沿晶界析出使晶界脆化。该区的断裂主要沿树枝间的晶界扩展。所以连铸二冷区和矫直时应避免在此区域，以防止裂纹产生。