Cr處理和熱加工對先進高強鋼的組織和力學性能的影響

為了保證具有較高的強度同時保持良好的成型性和延展性，先進高強度鋼（AHSS）應運而生。先進高強度鋼是指強度在500MPa到1500MPa之間，具有良好的成形性和延展性的鋼。由于這些特性，AHSS被廣泛的應用在汽車產業，中主要應用于汽車結構件、安全件和加強件如A/B/C柱、車門檻、前后保險杠、車門防撞梁、橫梁、縱梁、座椅滑軌等零件。同時隨著第三代AHSS的發展，AHSS也逐漸被應用到造船和飛機制造領域中。

本文介紹了在兩種含有金屬元素 Mn，Si，Al和 Cr先進的高強度鋼，分別為 0.3C?2.4Si?2.1Mn?0.3Al和 0.3C?2.4Si?2.1Mn?0.3Al?0.5Cr。這兩種先進的高強度鋼通過使用露天感應爐熔化普通碳鋼來制備。制備成功后，通過伸試驗和微觀結構分析研究了熱處理（包括熱鍛，冷卻，淬火和回火）對含有無碳化物的貝氏體，殘余奧氏體和馬氏體的顯微組織的影響。所設計的先進高強度鋼在1100℃溫度下進行了≥90%的鍛造熱處理，并且在AC3上方奧氏體化。對鍛造樣品采用了四種冷卻形式，包括空冷、回火空冷、回火油淬和回火水淬。

Fig.7 Morphology of hot forged air-cooled samples for(a)alloy A and(b)alloy B,etching by meta bisulfate

Fig.11 True stress-true strain curve of both alloys at room temperature

結果表明，合金 A（0.3C?2.4Si?2.1Mn?0.3Al）的鐵素體/貝氏體微觀結構的拉伸性能介于第一代和第三代AHSS的之間。合金 B（0.3C? 2.4Si? 2.1Mn? 0.3Al?0.5Cr）的鐵素體/貝氏體微觀結構的拉伸性能與目前第三代AHSS所表現的性能相當。合金B進行熱處理后獲得了含有貝氏體、奧氏體和馬氏體的無碳化合物的顯微組織。這種微觀結構表明沒有昂貴的合金元素或復雜的工藝同樣也能提高設計合金的拉伸性能。通過對合金B進行的熱處后，其抗拉強度達到1790MPa，金相組織和性能見文中Fig.7和Fig.11。