不同成分体系780 MPa级别双相钢的硅烷涂装性能

[目的]车用高强度双相钢硅烷前处理后涂装性能的研究鲜有报道。[方法]选取了C-Si-Mn、C-Mn-Cr和C-Mn-Cr-Al三个成分体系的780MPa强度级别的双相钢进行相同工艺的硅烷化和电泳处理,通过中性盐雾、石击、循环盐雾腐蚀等手段评价了不同成分体系钢板上的硅烷膜和电泳漆膜的品质。[结果]C-Si-Mn成分体系钢板的硅烷涂装性能最差,硅烷膜表面出锈,电泳漆膜的附着力及耐蚀性较差,不能满足一般汽车厂的要求;C-Mn-Cr成分体系钢板经硅烷涂装后,除耐石击+循环盐雾腐蚀性能外,其他性能基本都能满足一般汽车厂的要求;C-Mn-Cr-Al成分体系的硅烷涂装性能最优,硅烷膜及电泳漆膜的各项性能均能满足一般汽车厂的要求。[结论]在应用780 MPa级别双相钢的过程中,应当根据应用环境来选择适合的成分体系。

冷轧双相钢连续退火组织的转变

采用光学显微镜与扫描电镜观察分析了实验钢冷轧组织在连续退火过程中的再结晶与相变规律,研究了过时效回火对双相钢显微组织的影响。实验表明,在连续退火初期的加热过程中,在600-720℃大量进行再结晶。加热速度对再结晶行为有较大影响,以10℃/s加热,再结晶将持续到双相区。珠光体在低于720℃的加热过程中变化不明显,而铁素体晶界与晶内出现球状碳化物颗粒。双相区退火过程中,奥氏体首先在珠光体处形成,原铁素体晶界与晶内的碳化物颗粒也形成奥氏体岛。800℃保温后缓慢冷却至630-680℃可以得到合理比例的双相钢组织。当过时效温度大于300℃,马氏体分解,碳化物颗粒析出,将对双相钢性能产生不良影响。

600MPa级冷轧双相钢的试制与研究

在实验室试制了600MPa级低成本C-Mn系冷轧双相钢,比较了热轧态普通组织和退火后双相组织与力学性能的关系,分析了双相组织的强化机理,讨论了热轧卷取温度对最终力学性能的影响,分析并且优化了连续退火工艺参数。采用X衍射和电子背散射EBSD观察了试制双相钢组织的宏观与微观取向。

DP500冷轧双相钢的组织与性能

在实验室试制了500 MPa级C-Si-Mn系冷轧双相钢,进行了力学性能测定和显微组织分析。结果表明,该钢平均屈服强度为264 MPa,抗拉强度为552 MPa,屈强比〈0.5,50标距伸长率为26%,烘烤硬化值〉50 MPa,退火组织中铁素体平均晶粒尺寸为9μm,马氏体含量约为17%。结合试验结果,分析了连续退火工艺与热轧带状组织对双相钢组织性能的影响。结果表明,在760-820℃保温,缓慢冷却至620-680℃后,以〉30℃/s的速率快速冷却可以得到优良的双相钢力学性能。热轧板中的带状组织对伸长率不利。

C-Si-Mn冷轧双相钢的应变硬化特性

试制了C-Si-Mn冷轧双相钢。采用力学测试、显微组织观察与修正的C-J分析方法研究了双相钢的应变硬化特性。研究结果表明,双相钢的应变硬化具有两阶段。第一阶段应变硬化能力较强,第二阶段硬化能力减弱。两阶段硬化之间存在一个转折应变。当马氏体体积分数小于16%,随马氏体体积分数的增加,两阶段硬化能力均增强。当马氏体体积分数大于16%,随马氏体体积分数的增加,两阶段硬化能力均减弱。硬化转折应变则随马氏体体积分数增加单调递减。铁素体与马氏体的弹塑性行为差异是导致双相钢两阶段硬化的主要原因。马氏体体积分数增加,其强化效果增加,但是由于马氏体中的碳含量降低,其塑性抗力降低。只有当马氏体量增加带来的强化效应大于碳含量减少的弱化效应时,双相钢的应变硬化能力才随之增加。

珠光体量对冷轧热镀锌双相钢性能的影响

结合工业试制实际情况利用Gleeble-3800热模拟机模拟了不同冷速下冷轧双相钢的连续热镀锌退火过程。采用力学性能测试与电镜观察,研究了珠光体量对双相钢力学性能的影响,并对工业试制的双相钢产品进行了分析评价。结果表明,随冷却速度的增加,珠光体量减少,当冷却速度达到16℃/s,可以完全避开珠光体转变区间。随着珠光体量的增加,双相钢的屈服强度增大,而抗拉强度、n值(加工硬化值)与烘烤硬化值减小。当珠光体量超过5%时,双相钢的应力-应变曲线出现屈服平台。工业试制钢的珠光体含量约为3%,其力学性能未受明显影响。

一种含铌热镀锌双相钢的组织性能分析

基于首钢1号连续热镀锌生产线的工艺配置，开发了一种低碳含铌双相钢，并对开发钢的力学性能及显微组织进行了分析。研究结果表明铌可以明显细化双相钢的马氏体岛。开发的含铌热镀锌双相钢比参考的高碳双相钢具有更低的碳当量和更高的断后伸长率。因为铌的细化作用，马氏体带状组织被显著抑制。

连续镀锌DP600双相钢的组织与性能研究

制备了连续镀锌DP600双相钢,利用光学显微镜、SEM、EBSD技术对其显微组织进行了观察和分析;利用X射线衍射和EBSD技术分别对钢板的宏观织构和微观织构进行了测定;并对其力学性能、n值和r值进行了检测。实验结果表明:试样组织为铁素体+马氏体岛的双相组织,该钢板具有良好的综合力学性能和成形性,达到了DP600级别双相钢的性能要求。

马氏体对C-Si-Mn冷轧双相钢屈服特性的影响

通过实验室退火与回火,采用力学测定与显微组织分析研究了马氏体体积分数与回火温度对双相钢屈服特性的影响。结果表明：随马氏体体积分数从0%增加到约15%,双相钢的屈服强度显著降低,降低值约为80~100MPa;而马氏体体积分数在15%~35%之间,双相钢的屈服强度维持在一个较低的水平。当马氏体体积分数大于35%,双相钢屈服强度急剧上升。当马氏体体积分数超过10%,双相钢表现为连续屈服。随回火温度从200℃升高到400℃,双相钢的屈服强度单调增加。回火温度大于300℃,双相钢重新出现物理屈服平台。对双相钢精细显微结构的观察分析得出,铁素体中的高密度相变诱发位错及残余应力是导致双相钢低屈服强度与连续屈服的可能原因。

冷轧双相钢连续退火初期的组织演变规律

用Gleeble-1500热模拟试验机模拟了工业试制的冷轧DP600双相钢连续退火过程,利用光学显微镜、扫描电镜等研究了冷轧DP600双相钢在连续退火过程中的组织演变规律。结果表明,DP600双相钢在连续退火初期,主要发生铁素体的再结晶、珠光体的溶解和奥氏体的形成;冷轧压下60%的DP600钢板约在640℃开始再结晶,680℃再结晶基本结束,整个再结晶过程大约在4 s内完成;奥氏体优先在铁素体与珠光体交界面上或者铁素体晶界的碳化物粒子上形核并迅速长大,部分在铁素体晶粒内的碳化物粒子处形核。

退火工艺对低合金高强钢组织和性能的影响

通过对不同退火工艺下低合金高强钢力学性能和组织状态,以及退火过程中析出相的状态分析,研究了退火工艺对低合金高强钢组织和性能的影响。结果表明:材料组织为铁素体基体加少量渗碳体,同时在基体中有200 nm和10 nm左右两种不同尺寸的Ti Nb(C,N)析出相生成。随着退火温度的增加,析出相尺寸增加而数量降低;同时,材料的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,伸长率逐渐升高。

汽车用冷轧双相钢的生产工艺及组织性能特征

介绍了冷轧双相钢的生产方法以及国内外生产发展概况。分析了冷轧双相钢的合金成分特点、显微组织特征、力学特性与主要工艺控制要点,并对我国双相钢的生产与发展提出了建议。

Nb微合金化冷轧双相钢DP980的试制研究

采用C-Si-Mn-Cr-Nb合金系,采取两种热轧、退火工艺,在实验室试制Nb微合金化冷轧双相钢DP980。结果表明,两种试制钢的抗拉强度分别为1034 MPa和1048 MPa,屈服强度分别为534 MPa和499 MPa,伸长率分别为11.2%和11.3%,n值分别为0.28和0.27,屈强比分别为0.52和0.48;试制钢的热轧组织为F+P,连续退火后的组织为F+M,退火后的应力应变曲线表现出连续屈服的特点。

汽车用双相钢板的开发与研究进展

介绍了汽车用双相钢的显微组织、力学特性、生产工艺以及国内外研究现状,并针对我国的实际情况,提出了我国双相钢开发与生产的几点建议。

热处理工艺对相变诱发塑性钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺对相变诱发塑性钢组织和力学性能的影响。3种热处理工艺分别为传统一步法(Ⅰ)、不经缓冷段的一步法(Ⅱ)和两步法(Ⅲ)。结果表明,采用工艺Ⅰ试制的钢具有低的屈服强度和屈强比。采用工艺Ⅱ和工艺Ⅲ试制的钢具有高的断后伸长率和强塑积。采用工艺Ⅰ试制的钢的组织主要由软相多边形铁素体和块状残留奥氏体组成,而采用工艺Ⅱ和工艺Ⅲ试制的钢的组织由硬相贝铁素体/马氏体和分布其间的薄膜状残留奥氏体组成。

单相组织TWIP钢的扩孔性研究

超高强钢的扩孔性能是冲压成形的重要性质.为评价980 MPa TWIP钢的扩孔性能,本文以单相铁素体IF钢和980 MPa双相钢作为参考材料,用扫描电镜观察了3个钢种的微观组织,并对3个钢种进行了拉伸实验和扩孔实验,采用背散射电子衍射(EBSD)技术分析了拉伸后和扩孔实验后TWIP钢的微观组织.实验结果表明:拉伸前TWIP钢呈现类似于IF钢均匀的单相奥氏体组织,而拉伸后TWIP钢呈现类似于DP钢不均匀的硬质变形孪晶奥氏体和软质奥氏体;扩孔后TWIP钢的开裂位置集中在奥氏体和变形孪晶奥氏体界面;虽然TWIP钢显现出更大的均匀伸长率和加工硬化,但扩孔率明显小于IF钢.TWIP钢扩孔率增加源于早期孪晶诱发塑性(TWIP效应)导致的均匀变形.同时,这种变形机制导致组织中的硬质变形孪晶奥氏体,硬质变形孪晶奥氏体与软质奥氏体匹配(类似于双相钢中马氏体铁素体匹配)将恶化局部变形,阻碍扩孔性能进一步提升.

汽车轻量化发展下的钢铁技术应用

对美国、欧洲、日本和中国等主要汽车生产国中的汽车轻量化发展政策推进历程和中国近期的汽车企业与研究机构的合作情况进行了介绍。分析了汽车车身用钢强度分布和以日本新日铁住金及韩国浦项为代表的双相钢、TWIP钢、马氏体钢等先进超高强度钢产品的研发动态,介绍了日本神户制钢开发的汽车轻型化异材连接技术和中国汽车企业采用热成形钢替代原有材料实现汽车轻量化的应用情况。对未来超高强度钢的应用比例、车身减重与结构性能结合的多目标优化发展趋势进行了探讨。

基于用户的高强度钢先期介入选材、开发及应用

通过对某车型B柱加强板高强度钢零件的选材分析,表明n值是影响零件成形的关键。随着n值升高,材料抗拉强度参数范围扩大,当n=0.17时,抗拉强度范围为590 MPa≤Rm≤670MPa,有利于工业生产实施。开发了C-Mn系和高Al系2种合金体系DP590,C-Mn系DP590具有更好的抗拉强度参数范围和扩孔率,适合生产该车型B柱加强板零件。

连续退火时间对温轧中锰钢组织性能的影响

采用SEM、EBSD和XRD及拉伸试验等手段研究了连续退火时间对温轧中锰钢组织性能的影响。结果表明,中锰钢经温轧连续退火后组织为铁素体加奥氏体双相组织。当连续退火时间较短时,奥氏体较少,呈点状、小块状或针状分布;随着连续退火时间延长,奥氏体聚集长大呈块状或条状分布,且奥氏体数量增加。当温轧中锰钢在650℃连续退火3 min时,奥氏体含量及其稳定性配合理想,可以获得最佳的综合力学性能,强塑积达到29682 MPa%。

780MPa级冷轧双相钢三点弯曲的实验与数值模拟研究

高强钢冲压成形普遍存在回弹缺陷,采用三点弯曲试验和Marc.MSC软件的更新拉格朗日法对DP780板材弯曲与回弹变形进行了研究;分析了压头压下量对回弹角度、应力和应变分布的影响;观察了形变微观组织的形貌与流动。结果表明:DP780钢的回弹角随着压头压下量的增加而增加;圆弧区的带状组织比直边区的明显,金属流动和应力应变主要集中在圆弧区附近。中性层两侧的应力应变基本是对称的。模拟结果与实验结果较吻合,二者平均误差为9.4%;能够准确地得到弯曲回弹过程中板材的状态,对研究双相钢板弯曲成形具有一定的参考价值。