奥氏体化时间对I&Q&P工艺处理低碳硅锰钢组织和拉伸性能的影响

在不同奥氏体化时间下对低碳硅锰钢进行I&Q&P处理,研究了奥氏体化时间对试验钢组织与拉伸性能的影响。结果表明:短时间奥氏体化不能完全消除之前锰元素在双相区的配分结果;奥氏体化时间达到300s后,试验钢的室温组织为板条状马氏体和残余奥氏体;随奥氏体化时间延长,试验钢的抗拉强度先升高后降低,最高可达1 267 MPa,但试验钢的伸长率则不断降低;刚完成完全奥氏体化时,晶粒尺寸较小,且碳、锰的聚集程度最佳,此时残余奥氏体的含量最高,形变过程中TRIP效应明显,使得伸长率的降低得以补偿;奥氏体化时间为300s时,试验钢的强塑积最高,可达30 345 MPa·%。

Mn配分时间对低碳硅锰钢I&Q&P处理后组织与性能影响

通过I&Q&P(两相区退火+淬火+配分)处理工艺,采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段,研究了低碳硅锰钢中Mn元素的配分行为及其配分工艺参数对I&Q&P处理后组织与性能的影响。结果表明:经I&Q&P工艺处理,奥氏体化后并未消除I&Q工艺Mn配分效果,室温组织为板条状马氏体、残余奥氏体及少量块状马氏体。在相同配分温度下,随着配分时间延长,残余奥氏体含量是先增加后减小。材料抗拉强度总体呈现下降趋势;伸长率变化与残余奥氏体量的变化趋势基本一致。其综合性能最佳的强塑积可达29046.65 MPa·%。

Cu配分时间对I&Q&P处理钢组织性能影响

通过I&Q(两相区退火+淬火)和I&Q&P(两相区退火+淬火+配分)热处理工艺,采用EPMA、SEM和XRD等手段,研究含Cu低碳钢Cu配分行为及不同配分时间对组织性能的影响。结果表明,在双相区保温过程中,试验钢的C、Cu和Mn三种元素均从铁素体向奥氏体中配分,且Cu元素配分效果明显。经I&Q&P工艺处理的钢的组织是板条马氏体和残余奥氏体,随着Cu配分时间增加,原始晶粒尺寸变大,马氏体组织变大、板条变粗。随着Cu配分时间增加,钢的抗拉强度逐渐减小,伸长率先增加后减小。残余奥氏体体积分数的变化趋势和伸长率的变化趋势基本一致,在配分时间为40 min时,残余奥氏体体积分数和伸长率达到最大值,此时材料综合力学性能最佳,抗拉强度为1076 MPa,强塑积达到26254.4 MPa·%。

Fe-C-Mn-Cu钢I&Q处理中Cu元素的配分行为

对一种含Cu低碳硅锰钢进行双相区保温淬火(I&Q)热处理工艺,采用电子探针和扫描电镜研究其双相区元素配分规律和元素配分对马氏体形貌的影响。结果表明,在800℃的双相区,C、Mn、Cu分别从铁素体向奥氏体中配分,Cu配分效果明显,并且不影响C、Mn配分效果。随着保温时间的延长,高Cu区域的面积和钢中Cu的最高浓度均呈增长趋势,在2400 s时达到化学势平衡状态。马氏体体积分数随着保温时间的延长逐渐增加至饱和,马氏体从块状向板条状转变。