热镀锌双相钢HC420/780DPD+Z电阻点焊工艺与性能研究

为获得1.5 mm厚的汽车用热镀锌双相钢HC420/780DPD+Z的电阻点焊工艺窗口,采用中频逆变式电阻点焊机对其进行点焊试验,通过电极压力等参数调整,获得由不同焊接时间、焊接电流等组成的焊接工艺窗口。并通过显微硬度测试、剪切拉伸、十字拉伸试验以及金相检测等方法,对点焊接头性能进行综合评价。研究结果表明,在焊接时间为410~430 ms时,焊接电流工艺窗口为3.4~3.6 kA,可获得无缩孔、裂纹的焊接接头;接头的平均抗剪力为14.88 kN,平均十字拉伸力为7.1 kN;熔核区的显微硬度为402~455 HV,热影响区硬度为237 HV,未见脆化现象;电极寿命大于500个焊点,均满足GWS-5A标准要求。在此工艺下,接头的力学性能优异,显微组织主要为马氏体,硬度分布规律表明熔核区硬度最高。此外,焊接接头的失效模式主要为界面断裂和纽扣型熔核断裂,其中纽扣型熔核断裂具有更高的承载能力和能量吸收能力。

800MPa冷轧热镀锌双相钢组织性能及其织构演变

对800MPa级热镀锌双相钢热轧、冷轧及退火后的显微组织进行了观察,分析比较了热轧和退火后的力学性能,并考察了其织构演变过程。结果表明：实验用钢经820℃保温140s热镀锌退火后,可获得抗拉强度819MPa,伸长率为17%的铁素体＋马氏体双相钢,铁素体晶粒尺寸在1.5~4μm之间,马氏体体积分数为34%左右;热轧织构密度较弱,但已呈现出γ织构的雏形;冷轧后α织构和γ织构密度显著增长;热镀锌退火后α织构变化不大,不利织构{001}〈110〉织构密度有较大程度地攀升,γ织构取向密度值波动很大,最大织构组分为{112}〈110〉织构;快冷过程中形成的马氏体阻碍了有利织构{111}的发展,使得不利织构{001}〈110〉得到一定程度的发展。

1000MPa级冷轧热镀锌双相钢的研发

介绍了实验室内开发的1000MPa级冷轧热镀锌双相钢的化学成分、热镀锌退火工艺及其室温组织和力学性能。实验表明,实验用钢的Ac_1、Ac_3、Ms点分别为725、850、390℃,经退火温度为820℃、保温时间为80s的热镀锌退火后,室温组织为典型的铁素体+马氏体组织,抗拉强度可达1014MPa,伸长率达13.7%。

冷轧热镀锌双相钢成分设计模型化的研究

文章对冷轧热镀锌双相钢主要合金成分对产品力学性能的影响进行了系统的研究 ,并在此基础上建立起力学性能与主要合金成分之间的数学关系式 ,从而实现了冷轧热镀锌双相钢合金成分设计的模型化 ,为今后优化冷轧热镀锌双相钢成分设计 ,克服现有成分设计的盲目性 ,节省开发成本和缩短开发周期提供了有效途径 ,同时也为今后开发不同级别的系列化冷轧热镀锌双相钢产品提供了有利工具。

新型实用热镀锌双相钢(RDP600)的试验研究

研究了氮含量对热镀锌双相钢拉伸性能的影响,用定拉伸试验方法模拟了平整伸长率对热镀锌双相钢屈强比的影响。结果表明:当钢中氮含量为0.0055%时,在拉伸时引起屈服延伸;随平整伸长率增加,热镀锌双相钢屈强比增加,当平整伸长率大于1.0%时,钢的屈强比超过标准0.61的要求。

氧元素对热镀锌双相钢锌层附着力的影响

选取两种不同成分体系的热镀锌双相钢为研究对象,对比分析了氧对双相钢镀层附着力的影响。结果表明,Cr-Mo系双相钢可镀性优于高铝系双相钢。对高铝系双相钢而言,退火过程基板中Al和Mn向带钢表面偏析,并与炉内氧发生氧化生成氧化铝,阻碍连续致密Fe2Al5抑制层的形成,是导致锌层附着力差的根本原因。Cr-Mo系双相钢虽然在退火过程也会发生氧化反应,但通过严格控制炉内氧含量可减少氧化物的形成,保证连续致密Fe2Al5过渡层的存在,从而大幅提升锌层附着力。

冷轧压下率对高强度热镀锌双相钢组织性能的影响

实验研究了冷轧压下率对高强度热镀锌双相钢基板性能的影响。结果表明:实验钢板为典型的铁素体+岛状马氏体的双相组织,随着冷轧压下率的增加,马氏体体积分数逐渐增加,抗拉强度最高达910MPa,而屈服强度、初始硬化指数n值及塑性应变比r值几乎没有变化,伸长率在14%以上。

退火温度对800MPa级热镀锌双相钢组织和性能的影响

采用多功能连续退火模拟器(Multipas)模拟800MPa级镀锌双相钢实际生产参数,采用力学性能测定方法及SEM、TEM观察分析退火温度对带钢的力学性能和组织的影响。试验结果表明:当退火温度超过800℃后,开始出现贝氏体组织,屈服强度明显升高;退火温度为780℃时,综合力学性能最优;退火温度在780-800℃时,性能波动较小。考虑生产情况,建议退火温度目标值按790℃控制。

两种780 MPa级热镀锌双相钢的低周疲劳断裂行为

本研究以两种780 MPa级热镀锌双相钢为研究对象,通过施加单向拉伸及应变控制的循环载荷,对两种材料的力学性能和疲劳寿命进行了研究。结果表明,高C成分的DP780具有更高的延伸率和n值,其组织中除了铁素体和马氏体之外还含有5%左右的残余奥氏体;对比两种材料的疲劳寿命曲线,发现高C成分DP780的疲劳寿命要高于低C成分DP780的疲劳寿命;残余奥氏体在循环加载过程中发生的马氏体相变对疲劳寿裂纹的萌生和扩展起到了一定延迟作用,使其具有较高疲劳寿命。

增强成型性热镀锌双相钢DH590D+Z的研制开发

为弥补传统高强度双相钢拉延性能的不足,通过合金设计及工业试制开发增强成型性热镀锌双相钢DH590D+Z。经过试制发现,C元素的占比和退火工艺参数对DH590D+Z的组织性能有重要影响。通过多次成分及工艺参数调整后得知:C元素质量分数控制在0.105%~0.115%时,钢卷的屈服强度和强拉强度均符合要求;依据过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,在高于临界冷却速率15°C/s前提下,通过提高退火温度和保温时间可以增加残余奥氏体的占比,有效提高DH590D+Z的延伸率。

600MPa级热镀锌双相钢性能优化

设计了含有较高Mn、Cr、Mo和微量Nb的热镀锌双相钢,研究了不同两相区温度和不同快冷速度对材料力学性能的影响。结果表明,双相区退火温度在800~840℃时,随退火温度升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度变化不大,伸长率先升高后降低,在820℃试验钢塑性最好。冷速为10℃/s和20℃/s时,试验钢中马氏体较少,强度较低;冷速为15℃/s时,试验钢强度及塑性较好。

均热温度对590MPa级热镀锌双相钢组织与性能的影响

将C-Mn钢分别加热至760、800和850℃均热120 s后,快速冷却至460℃以模拟热镀锌工艺。退火后对试验钢进行预应变（2%）和烘烤处理（170℃×20 min）以测量其烘烤硬化（BH）值。通过金相显微镜、扫描电镜、拉伸等技术,研究了均热温度对590 MPa级热镀锌双相钢微观组织、力学性能和烘烤硬化性能的影响。结果表明,在760~850℃范围内退火时,试验钢中未观察到贝氏体组织,微观组织由铁素体和马氏体组成,抗拉强度均达到590 MPa以上。热镀锌双相钢在800℃退火时,具有优良的综合力学性能,其屈服强度为295 MPa,抗拉强度为606 MPa,伸长率为32.1%,强塑积为19 450 MPa·%。随着均热温度提高,BH值呈先增加后降低趋势;均热温度为800℃时,BH达最大值81 MPa。

连续退火冷却速率对热镀锌双相钢DP780屈服平台的影响

采用光亮连续退火模拟试验机研究了热镀锌双相钢DP780在连续退火中不同冷却速率对其组织和屈服现象的影响。试验结果表明:随着冷却速率的提高,组织中马氏体含量增加,晶粒尺寸减小。当冷速低于12℃/s时,应力应变曲线出现屈服平台;当冷速大于12℃/s时,应力应变曲线呈现连续屈服。冷速12℃/s为该钢种出现屈服平台的临界冷却速率。

工艺参数对800MPa热镀锌双相钢组织性能的影响

在实验室试制了低Si的C-Mn-Cr-Mo系的800 MPa级冷轧热镀锌双相钢,研究了卷取温度、退火温度、退火时间等工艺参数对双相钢微观组织和力学性能的影响。试验结果表明:试验用钢在820～850℃退火,保温100s以上,抗拉强度可以达到800 MPa级以上。随着退火温度的升高,强度升高,但综合性能以退火温度为820℃时为最佳。在820℃退火时,随着保温时间的增加,双相钢的强度显著增加,当保温时间超过100 s以后,强度增加缓慢。690℃高温卷取有利于获得最终力学性能良好的双相钢组织。

连续退火冷却速率对热镀锌双相钢组织与性能的影响

采用光亮连续退火模拟试验机研究热镀锌双相钢在较低冷却速率下,不同冷却速率对组织和性能的影响。结果表明:随着冷却速率的提高,双相钢组织中马氏体含量增加,晶粒尺寸减小;抗拉强度增加,屈服强度下降,屈强比降低,对伸长率和加工硬化值的影响不显著,冷速为12℃/s是该钢种的临界冷却速率,此时伸长率最高。

冷轧热镀锌双相钢DP780的组织与性能实验研究

在连续退火模拟实验机上对冷轧双相钢进行了退火镀锌工艺的模拟实验,在实验室制备了冷轧热镀锌双相钢DP780,利用光学显微镜、SEM、TEM和EBSD技术对其显微组织进行了观察和分析,并对其力学性能进行了检测。实验结果表明:试样组织为铁素体加马氏体岛的双相组织,并有少量的残余奥氏体存在。该钢板具有良好的综合力学性能,达到了DP780级别双相钢的性能要求。

800 MPa级冷轧热镀锌双相钢的微观变形行为

利用透射电镜和EBSD技术对拉伸过程中800 MPa热镀锌双相钢的微观变形行为进行了研究,主要分析了不同变形量下的形变位错组态、铁素体形貌、马氏体形貌、铁素体晶粒尺寸和微观晶粒取向。研究结果表明:随着变形量的增加,铁素体晶粒内位错密度不断增加,进而产生缠结并形成位错胞;此后随着变形量的继续增大,位错胞数量增多,尺寸变小。随着变形量的增加,铁素体晶粒尺寸不断变小,当变形量为11%时,铁素体晶粒不再是规则的等轴形状,大部分的晶粒尺寸不到1μm;拉伸过程中,越来越多的位错塞积将大的铁素体晶粒分割成许多小尺寸的位错胞,导致大角度晶界比例下降,小角度晶界比例上升。

高铝1000MPa级热镀锌双相钢的组织和性能

实验室研发了一种高铝1000 MPa级的冷轧热镀锌双相钢,从化学成分、热镀锌退火工艺以及显微组织和性能等方面对其进行实验研究。实验结果表明:实验钢的Ac1、Ac3、Ms分别为757、950、410℃,经过热镀锌退火后,实验钢的室温组织为典型的马氏体+铁素体双相组织,马氏体精细结构为板条状,且随着退火温度的升高,马氏体含量增加,屈服强度和抗拉强度升高,伸长率保持在12%以上。

500MPa级冷轧热镀锌双相钢的组织与性能

对500 MPa级两种不同成分冷轧热镀锌双相钢进行不同温度的两相区退火试验,研究了退火温度和Nb对冷轧双相钢组织与性能的影响。结果表明,退火温度为760℃时,试验钢的微观组织为铁素体+马氏体;随着两相区退火温度的升高,铁素体平均晶粒尺寸逐渐减小,并有少量的珠光体出现。NbC能有效地抑制铁素体再结晶晶粒长大,含Nb钢的铁素体晶粒明显小于不含Nb钢,最小达到3.66μm。不含Nb钢中马氏体形状不规则,呈带状聚集分布;在NbC的作用下,含铌钢马氏体晶界圆滑,晶粒尺寸更加细小,呈弥散分布,其马氏体含量低于不含Nb试验钢。含Nb钢的强度、断后伸长率、加工硬化指数(n值)等均高于不含Nb钢。