加熱工藝對雙相鋼組織和性能的影響

劉宏亮

摘 要：為了系統研究加熱工藝對冷軋雙相鋼組織和性能的影響，本研究利用連退熱模擬試驗機，分別設計不同加熱工藝，并對雙相鋼進行模擬試驗，結合組織以及力學性能測試，研究加熱工藝對雙相鋼的影響作用。研究結果表明，提高加熱溫度，因奧氏體化更加充分，制備的樣品組織中馬氏體比例明顯增加，最終導致材料強度升高，延伸率降低。依據成分設計以及現場工藝設備狀態，可通過改變加熱工藝獲得不同力學性能的雙相鋼材料。

關鍵詞：熱模擬；冷軋雙相鋼；組織；力學性能

中圖分類號：TG156 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）03-0068-02

1 引言

雙相鋼是目前汽車白車身使用的主要高強鋼產品，雙相鋼（DP鋼）顧名思義它是由兩相組織組成，比較軟的鐵素體組織和硬度較高的馬氏體組織，因此，具有屈強比低，延伸率較高，成型性比較好的特點，分為600MPa～1000MPa級[1-4]。由于節能減排的要求，各主機廠都在想辦法降低車身重量，800MPa級雙相鋼是目前使用的熱點鋼種。

雙相鋼強度級別越高，其生產工藝窗口越窄，生產難度也越大，為了確定不同工藝參數對于雙相鋼生產的影響，本研究采用實驗室模擬的方法，針對加熱工藝進行系統分析，為現場調試雙相鋼提供理論依據和技術支持。

2 試樣制備與實驗方法

2.1 試樣制備

本實驗所選用雙相鋼為工業產品，經過轉爐冶煉，LF爐精煉處理，連鑄制備成230mm厚板坯，在經過熱軋制備成3.0mm厚度熱軋原料，冷軋成1.4mm厚度連退原料板。其化學成分如表1所示。

2.2 實驗方法與測試技術

本研究采用連退熱模擬實驗機進行中試模擬實驗，將試樣加熱到800～850℃，均熱保溫3min，以1℃/s的冷卻速率冷至750℃后，以30℃/s的冷卻速率快速冷卻至300℃后，保溫3min，完成連退模擬試驗。

連退后板料加工成拉伸試樣，依據GB/T228《金屬材料室溫拉伸實驗方法》，使用CMT30噸微機控制電子萬能試驗機，進行力學性能測試。金相組織采用型號為OLYMPUS -BX51金相顯微鏡以及EVO50掃描電鏡進行分析。

3 實驗結果與討論

3.1 不退火工藝雙相鋼組織

不同退火溫度下的典型金相組織，如圖1所示。對比發現，加熱溫度比較高的樣品，晶粒尺寸較粗大，馬氏體比例增加，組織中具體馬氏體比例數據如圖2所示。

對比發現，隨著退火溫度的增加，馬氏體比例逐漸增加，退火溫度為800℃時，馬氏體比例約為30%，而退火溫度增加為825℃時，馬氏體比例約占40%，本研究加熱溫度最高為850℃，此時，馬氏體比例已經超過50%。

3.2 不退火工藝雙相鋼力學性能

不同退火溫度條件下的力學性能，如圖3所示。隨著退火溫度的升高，抗拉強度和屈服強度增加，延伸率明顯下降。其中800℃退火條件下，抗拉強度略低，延伸率最高，為18.6%。而850℃退火條件，雙相鋼的延伸率最低，為14.5%，抗拉強度最高，875MPa。

3.3 微觀組織分析

不同退火條件下，試驗鋼的微觀組織如圖4所示，退火溫度較低時，組織中鐵素體的比例增加，馬氏體較少，主要以島狀為主，趨近于圓形，變形協調能力較好，因此延伸率較高，成型性好。而退火溫度較高時，馬氏體主要以塊狀為主，尺寸較大，有典型板條形貌特征，硬度較高，因此，強度高，延伸率低。

4 結語

（1）提高退火加熱溫度，因奧氏體化更加充分，馬氏體比例明顯增加，此外，馬氏體主要以塊狀為主，尺寸較大，有典型板條形貌特征，硬度較高。（2）提高退火加熱溫度，由于馬氏體比例增加，導致材料強度升高，延伸率降低。（3）現場生產可依據不同使用要求，通過改變加熱工藝獲得不同力學性能的雙相鋼材料。

參考文獻

[1]葉潔云，趙征志，張迎暉，等.硅和鉻對超高強雙相鋼組織和性能的影響[J].鋼鐵，2015，50（3）：78-83.

[2]孫耀祖，王旭，王運玲，等.汽車用雙相鋼的研究進展[J].中國材料進展，2015，34（6）：475-481.

[3]劉華賽，鄺霜，常安，等.平整工藝對冷軋780 MPa 級雙相鋼力學性能的影響[J].中國冶金，2015，25（6）：13-16.

[4]鄧潔，馬佳偉，許以陽，等.馬氏體的分布對雙相鋼微觀變形行為和力學性能的影響[J].金屬學報，2015，（9）：1092-1100.