以A1代Si对TRIP钢力学性能的影响

　　利用 TRIP 现象生产具有更高强度而不失其可成型性的钢种一直是近年来人们所研究的课题[1-2]。 考虑到成本因素，人们开发出廉价的 C-Mn-Si系 TRIP 钢，这个化学成分是由 C-Mn 钢中，为在贝氏体相变等温期间抑制碳化物的形成添加 Si而得到的。 然而，Si 含量较高会导致氧化铁皮缺陷，恶化钢的热轧性能和表面镀覆性能。

　　A1 对贝氏体相变过程的影响与 Si 的作用十分相似。 用 A1 替代 Si 的无硅 TRIP 钢同样可获得相变诱发塑性。 本文通过对二种 TRIP 钢的显微组织观察，不同热处理工艺的对比，在拉伸试验过程中因应变诱导相变造成相变诱发塑性的行为的讨论，研究了以 A1 代 Si 的 TRIP钢的力学性能。

　　1 实验材料及方法

　　1.1 试样制备

　　实验材料分别为二种含 Si(A 钢)和用 A1 替代 Si(B 钢)的 TRIP 钢的 12mm 厚的热轧板料。首先加工出 准8mm×15mm 的圆柱热模拟试样，经Gleeble-1500 型热模拟试验机辅以金相法， 测出其临界点 Ac1和 Ac3分别为 830和 840℃。然后再用 准180 轧机冷轧， 最后加工成标准板状拉伸试样。 试样化学成分如表 1 所示。

　　1.2 实验方法

　　A 钢、B 钢在中温盐炉和硝盐炉中， 进行临界区加热等温淬火热处理。 试样分别在 780、790℃加热 3min 后， 再分别将其迅速置于 350、400和450 ℃等温 5 min，然后油冷。

　　热处理后的试样采用 INSTRON4206 电子机械试验机进行拉伸试验。对拉断前后的试样，采用Leica DMIRM 型图像仪进行金相组织观察 ， 用KYKY-2800B 型扫描电子显微镜对试样拉断前后的显微组织及断口进行分析。 采用 D/max-rA型 X 射线衍射仪(XRD，CuKα 射线)测定 A 钢、B钢拉断前后的残余奥氏体量。

　　2 实验结果与分析

　　2.1 显微组织

　　A 钢、B 钢经临界区加热后在不同温度等温时， 显微组织均为贝氏体、 铁素体以及残余奥氏体。而拉伸后，为贝氏体、铁素体、残余奥氏体和少量马氏体的混合组织。 图 1 为 A 钢、B 钢临界区加热 400℃等温 5min 热处理后以及经过拉断后的金相组织。 其中残余奥氏体在光学显微镜下不易分辨，图 1(c)、(d)中的马氏体亦不很明显。A 钢、B 钢相比较，B 钢中粒状贝氏体量略多。

　　B 钢试样在拉伸变形前后的扫描电镜照片如图 2 所示。可看出，拉伸变形前后组织中均存在大量的粒状贝氏体，这种粒状贝氏体由相互平行的铁素体片条及分布于期间的断续长条状的 MA 岛组成。 拉伸变形后，图 2(b)中出现少量马氏体，而铁素体晶粒明显细化，粒状贝氏体亦呈碎化趋势。该 A、B 试样经热处理后和拉断后断口部位的 X 射线衍射表明，在拉伸前、后，A 钢的残余奥氏体量由 12.2%降为 4.3%;B 钢由 13%降为 7%。其中 B 钢在拉伸前、后残余奥氏体量变化的 XRD图如图 3 所示。