连续退火工艺对超高强双相钢力学性能的影响

伯希钢

现代汽车工业的发展趋势是更轻、更安全可靠，价格低而污染小，这对汽车用钢板提出了越来越高的要求。先进高强度钢（AHSS）在汽车工业有着重要的应用，尤其是双相钢（Dual Phase Steel）。双相钢由马氏体和铁素体组成，以相变强化为基础，具有低屈强比，高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性配合等特点，符合汽车工业循环经济的首要原则—“减量化”，是汽车用钢板的理想材料。

在实际工业生产中，冷轧DP钢是在连续退火线上生产的，连续退火工艺参数对冷轧DP钢的力学性能和最终组织形貌的形成有着重要的影响。技术人员利用Gleeble-3500热力模拟实验机模拟连续退火工艺，着重研究了连续退火工艺对冷轧DP钢的组织和性能的影响，通过正交实验法对超高强冷轧双相钢的连退工艺参数进行了优化，并使用Hollomon方程，分析组织特性对超高强冷轧双相钢的应变硬化特性的影响。研究发现：
1）利用正交实验设计连续退火工艺参数，获得了抗拉强度1021MPa，总延伸率大于14.6%，断裂吸收能为0.126J /mm3的优异综合力学性能的超高强冷轧双相钢。进而获得最佳工艺连续退火参数为: 试样首先以10℃/s的加热速度加热到760℃保温150s，并以50℃/s的冷却速度冷却到280℃，然后过时效保温320s；
2）通过三因素三水平正交实验的极差分析得出，连续退火工艺参数对抗拉强度和总延伸率的影响程度大小顺序是: 临界区退火温度＞保温时间＞过时效温度。主要因为临界区退火温度和保温时间影响双相钢马氏体含量、分布和形态，进而影响冷轧双相钢的抗拉强度和延伸率；
3）随着马氏体体积分数的增加，冷轧双相钢的两阶段硬化特性更明显，当马氏体体积分数在65%左右时，冷轧双相钢的应变硬化关系呈非线性，两阶段的应变硬化指数n值变化较大，并出现明显拐点。由于应变硬化机制的激活方式不同，即第一阶段应变硬化与铁素体塑性变形相关，第二阶段与马氏体开始塑性变形相关，n值较低，两相塑性应变不相容性下降。

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