长时效期BH钢的烘烤硬化性能及其机理研究

采用万能材料试验机、TEM/EDS、3DAP,分别对时效3个月和6个月的超低碳烘烤硬化钢(钢号HC180B)进行力学性能测试和组织、析出相表征,并分析了烘烤硬化过程中的元素偏聚行为。结果表明,与时效3个月相比,钢板在时效6个月后仍具有优异的力学性能,展示出良好的抗时效性。TEM和3DAP分析显示,退火冷轧板中仅有C原子在晶界处轻微偏聚,B、Mn、Nb、Ti均匀分布在钢中;2%预拉伸变形后,这些元素在相同晶界处表现出不同程度的偏聚现象,TiN多呈矩形优先在晶界大量析出,NbC则少量析出;进一步烘烤后,C、B、Mn、Nb、Ti在晶界处的偏聚现象更为显著且连续,NbC呈椭球形大量析出。析出相与位错、晶界的交互作用显著提升了钢板的烘烤硬化性能。

预变形对Q&P钢微观组织及烘烤硬化性能的影响

分析了Q&P钢在不同预变形(0%、3%、6%和9%)条件下的烘烤硬化行为。采用扫描电镜、X射线衍射仪(XRD)和电子背散射衍射(EBSD)等表征了试验钢在预变形和烘烤过程中的微观组织演变。结果表明:随着预变形量的增加,试验Q&P钢的烘烤硬化(BH)值先增加后减小,预变形量为6%时,BH值最大,为144 MPa。此外,在预变形较小时,晶粒尺寸是影响残留奥氏体稳定性的主要因素,马氏体转变优先发生在尺寸较大的残留奥氏体当中;随着预变形量的增加,大尺寸残留奥氏体消耗殆尽,在剩余残留奥氏体尺寸相差不大的情况下,其所在位置及其周围组织分布决定了残留奥氏体的稳定性。最后,烘烤过程中,会造成残留奥氏体数量的少量减少,这也会影响后续变形过程中相变诱导塑性效应的发生,不利于材料的整体塑性。

汽车用BH340钢烘烤硬化性能的教学实验研究

在材料分析的实践教学环节中引入新型汽车用低碳钢板力学性能实验,实验研究BH340钢的烘烤硬化性能,结合实际生产中车身覆盖件大变形成形的特点,进行17%的预变形量及后续170℃、30min的烘烤处理,利用扫描电镜摄取了断口形貌并进行了硬度测试分析。结果表明,BH340钢经较大预变形并烘烤后显示出较强的应变时效效应,塑性与韧性明显下降,屈服强度及表面硬度均有所提高,而且在多次伸长类变形中存在破裂危险点转移的倾向。

预应变量对超低碳烘烤硬化(ULC-BH)钢硬化性能的影响

测定了ULC-BH钢1 mm退火冷轧钢板(/%:0.002C,0.008Si,0.60Mn,0.043P,0.009S,0.031Al,0.071Ti)经2%~10%预应变,170℃20 min烘烤后的烘烤硬化(BH)值,通过内耗实验获得不同应变时效下的内耗谱线,利用X射线衍射技术测定位错密度,研究了Cottrell气团对ULC-BH钢烘烤硬化性能的影响。结果表明,随预应变量增加,ULC-BH钢的BH值增大;随预应变量增加,Snoek峰逐渐降低,而SKK峰逐渐升高;经2%、6%和10%预应变,位错密度增大,分别为3.9×10^(10)/cm^2,8.4×10^(10)/cm^2和6.8×10^(11)/cm^2,相应的Cottrell气团密度逐渐减小。

烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢BH值的影响

研究分析烘烤温度、烘烤时间、预应变量等烘烤条件对超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能的影响。结果发现在烘烤温度小于140℃时,BH值随着烘烤温度的增加而显著增加,烘烤温度高于140℃时,温度对其影响不大;2%预应变、140℃烘烤条件下,超低碳钢的烘烤硬化效应在数分钟内迅速表现出来,20分钟内达到最大,随保温时间的继续增加,BH值并无明显变化;预变形量对BH值有一定的影响,大于2%的预变形反而会减弱烘烤硬化效应。

拉伸变形及烘烤对HC180B烘烤硬化钢微观结构与性能的影响

利用材料万能试验机、透射电镜(TEM)等手段对烘烤硬化钢HC180B烘烤前后的力学性能、析出相及位错进行了研究,结果表明,经2%拉伸变形、烘烤处理后的HC180B钢内位错数量逐渐增加,位错缠结,屈服强度相较于变形前提高了2 MPa及73 MPa,并保持良好的延伸率、n值和r值。烘烤后HC180B钢内MnS、CuS、AlN等大尺寸析出相的数量减少,Ti、Nb的碳氮化物析出大量出现,且Nb的碳化物析出依附着Ti的碳氮化物以复合析出形式出现。

烘烤硬化钢抗时效性能影响因素分析

选取180H1材料进行模拟试验,分析温度、BH值对该产品抗时效性能的影响。分析表明:烘烤硬化钢产品BH值越大,产品屈服平台长度越长,抗时效性能越差;烘烤硬化钢产品在室温条件下6个月后,BH值<30 MPa的产品均未产生屈服平台,BH值在30~50 MPa的产品虽存在屈服平台,但长度均小于0.8%,BH值>50 MPa的产品存在屈服平台长度大于0.8%的情况,即发生失效的风险较大,当BH值>60 MPa时,产品抗时效性最差;将烘烤硬化钢产品的BH值控制在30~50 MPa是提高外板类BH钢产品质量的关键。

低碳BH钢的动态烘烤硬化效应

针对低碳BH钢,采用动态烘烤工艺,变形量分别为2%、4%和6%,变形温度分别为70、120、170和220℃;当变形量为2%,变形温度为170℃时,设定变形速率分别为0.08、0.0133、0.00333和8.33×10-4mm/s,烘烤工艺均为170℃保温20 min。测试不同动态烘烤工艺下的力学性能及BH值,并对烘烤硬化机理进行分析。结果表明:随变形量提高,BH值呈增大趋势;变形温度为120℃,拉伸速率为0.0133mm/s时,得到更好烘烤硬化效应。

本钢汽车用冷轧烘烤硬化钢BH340的研制开发

文章介绍了冷轧烘烤硬化钢BH340的产品特性和工艺流程,详细阐明了炼钢工序、热轧工序、冷轧工序的研制机理和控制原则。通过金相组织、产品织构、力学性能等检验结果以及用户使用情况等综合分析,认为炼钢工序中Nb、Ti等化学元素的合理控制,热轧工序中低温加热、低温开轧、高温卷取等工艺手段,以及冷轧工序中较大压下率、高温退火、快速冷却等工艺参数的综合运用,可以使冷轧烘烤硬化钢BH340获得良好的烘烤硬化等综合性能指标,优化产品质量。

烘烤硬化（BH）钢的生产工艺研究

本文叙述采用定状炉模拟连续退火工艺条件，进行烘烤硬化（ＢＨ）钢的生产工艺研究，并得到下述结果：（１）钢中添加磷元素，强度明显提高，并得到高的ＢＨ值。随着碳含量降低、磷含量的增加，ＢＨ值进一步提高；（２）随着卷取温度的提高，钢的ｒ值、ＢＨ值增加，屈服强度降低；（３）随着退火温度提高和退火时间增长，钢的ｒ值提高，而ＢＨ值、屈服强度降低；（４）随着过时效温度的提高，钢的屈服强度降低，而延伸率、ＢＨ值增加。

汽车钢烘烤硬化性机理的内耗研究

本文测量了宝山钢铁公司生产的340MPa级烘烤硬比（BH）钢（汽车钢）供货态及其BH态试样的内耗；研究了预变形2％后，分别在100，170和250℃时效不同时间试洋的内耗谱与VBH的关系，结果表明：在Snoek峰发生下降甚至几乎消失的同时，100℃处理引起SKK峰低温支隆起或隐现有峰，170℃处理引起SKK峰高度与钢的VBH值上升，250℃处理引起VBH值增大，但使SKK峰降低并向低温移动等用内耗法给出了钢晶格中的固溶C含量。

过时效和平整对冷轧双相钢板强度、塑性及烘烤硬化性的影响

以低碳Si Mn系冷轧双相钢为研究对象,探讨了过时效和平整工艺对双相钢板力学性能的影响。发现:过时效温度高于350℃左右时屈服强度和屈强比大幅度提高并出现屈服平台;平整对双相钢力学性能的影响也与过时效温度有关。平整和过时效均对双相钢的BH值有较大影响。过时效温度过高或者双相钢的BH值很低,不施加任何平整和预拉伸的情况下,双相钢的BH值很小。300℃以下温度过时效后进行平整和预拉伸有利于获得较高的BH值。

超低碳烘烤硬化钢板的织构

研究了罩式退火生产的Ti+Nb超低碳烘烤硬化钢板的织构。主要包括不同冷轧压下率条件下生产的冷轧板和退火板的织构,热轧、冷轧和退火织构演变,退火板不同厚度处的织构。结果表明,在冷轧压下率80%条件下生产的退火板在γ取向线上的织构较为强烈,具有较好的深冲性能;再结晶退火织构对形变织构具有明显的遗传性;退火板不同部位织构具有相似特征,中心{111}织构较多。

双相钢板应变强化和烘烤硬化特性试验研究

近年,国内高强度钢板品种开发取得了快速的进步,双相钢等先进高强度钢板日趋系列化,同时强度等级也有了大幅度的提高。但是与国外先进钢厂相比,国内先进高强度钢板的推广应用步伐相对缓慢。该文针对C-Mn钢、高强度低合金钢、590MPa双相钢和780MPa双相钢的应变强化特性和烘烤硬化特性开展了深入的试验研究。研究结果表明,与C-Mn钢和HSLA钢相比,双相钢应变强化和烘烤硬化效应十分显著,有利于提高零件的使用强度。

预应变对超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能的影响

研究了预应变对超低碳烘烤硬化钢烘烤硬化性能的影响,测试了不同预应变下的烘烤硬化(BH)值,用透射电镜对位错组态进行观察,通过内耗实验获得SKK峰。结果表明:BH值随着预应变量的增加而增大;10%预应变时的位错密度和SKK峰明显大于2%预应变时的位错密度和SKK峰;随着预应变量的增加,位错已经由原始的不均匀分布逐渐缠结形成位错胞壁,得到类似于纤维状变形胞的亚结构,其分布方向即是材料流变伸展的方向;SKK峰越高,Cottrell气团的强化作用越大。

退火温度对超低碳烘烤硬化钢织构和固溶元素影响

采用光学显微镜、EBSD测试技术和三维原子探针分别对超低碳烘烤硬化钢的微观组织、织构以及固溶元素进行分析。结果表明,超低碳烘烤硬化钢经过750～810℃退火后,退火组织均为等轴状的铁素体组织,退火织构主要为{111}有利织构。随着退火温度的增加,其晶粒尺寸和{111}织构的强度都不断增大。烘烤硬化钢板经过退火后碳和磷元素在晶界等缺陷处发生了不同程度的偏聚。通过三维原子探针相应的软件计算得出,固溶在钢中的含碳量随着退火温度的增加而增大。

各向同性钢与烘烤硬化钢的烘烤硬化性和抗凹陷性

研究了烘烤温度、烘烤时间和预拉伸应变量对罩式炉退火工艺生产的各向同性钢的烘烤硬化性的影响,并与力学性能相当的冷轧烘烤硬化钢进行了对比。结果表明,在不同的烘烤条件下,各向同性钢的烘烤硬化值均低于同样强度级别的烘烤硬化钢。抗凹陷性测试结果表明,各向同性钢的抗凹陷性低于烘烤硬化钢。汽车外板实物分析结果表明,两种钢冲压成形后再烘烤,其屈服强度几乎没有提高。

260BD冷轧烘烤硬化钢镀锌板点焊性能研究

对260BD冷轧烘烤硬化钢镀锌板进行点焊试验,研究了焊接工艺参数(焊接时间及焊接电流)对焊点熔核尺寸及拉剪性能的影响,建立了点焊工艺窗口,并分析了焊点不同区域的微观组织及硬度。结果表明:随着焊接电流和焊接时间的增加,焊点的最大拉剪力和熔核尺寸均增大,但当电流过大而发生飞溅时,焊点的最大拉剪力和熔核尺寸将减小,此外焊点不同区域微观组织的差异导致了焊点硬度分布的不均匀性。

TRIP600钢的烘烤硬化行为

研究了预应变量、烘烤温度、烘烤时间等烘烤条件对TRIP600钢烘烤硬化性能的影响,并结合显微组织观察对烘烤硬化机理进行分析。结果表明,预应变量在小于8%时,烘烤硬化(BH)值随着预应变量的增加而显著增加,预应变量大于8%反而降低了烘烤硬化效应;烘烤温度小于260℃时,BH值随着烘烤温度的增加而迅速增加,超过260℃时,温度对其影响不大;2%预应变量、170℃烘烤条件下,TRIP600钢的烘烤硬化效应在数分钟内便体现出来,并在40 min达到最大,随烘烤时间的延长,BH值在37～40 MPa范围内波动。通过对TRIP600钢的烘烤硬化机理分析认为,铁素体中固溶的碳氮原子以及微细碳氮化铌析出物对位错的钉扎是TRIP600钢产生烘烤硬化的主要原因。

烘烤硬化钢的音频内耗研究

用音频内耗仪，在加与不加磁场（磁场强度为300Oe）的不同条件下，测量了H180钢热轧及烘烤不同时间试样的290—630K内耗．在Q-1-丁谱中出现了两个较明显的内耗峰，一个在362K附近，另一个在474K附近（测量频率2300—2150Hz）；随着时效时间的增加，第一个峰不断减小，第二个峰不断增大．分析得出，第一个峰为Snoek峰，第二个峰为B峰．对比加与未加磁场测量的内耗看出，加磁场后的“背景”内耗反而比未加磁场时的“背景”内耗要高，而且音频测量引起的这种加磁场“背景”内耗比未加磁场时增强。