EFFECT OF AUSTEMPERING ON TRANSFORMATION INDUCED PLASTICITY OF HOT ROLLED MULTIPHASE STEELS

Effect of austempering on the transformation induced plasticity （TRIP） of hot rolled multiphase steel was investigated. Polygonal ferrite, granular bainite, and a large amount of stabilized retained austenite could be obtained in the hot rolled multiphase steel. Strain induced martensite transformation （SIMT） of retained austenite and TRIP effectively occur under straining owing to austempering after hot rolling, and mechanical properties of the present steel remain at a relatively high constant value for austempering at 400℃. The mechanical properties of the steel exhibited a good combination of tensile strength （791MPa） and total elongation （36%） because the stability of retained austenite is optimal when the steel is held for 20min.

超级贝氏体组织中残余奥氏体的TRIP效应研究

针对超级贝氏体组织中残余奥氏体的应力诱发相变及对钢的力学性能影响,设计试验钢60Mn2Si Cr,经900℃完全奥氏体化保温30 min,在260℃盐浴炉中等温处理12 h后,将试样在疲劳试验机上进行加载试验;利用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)、X射线衍射仪(X-ray diffracmeter,XRD)和拉伸试验机等仪器设备对加载前后的样品,分别进行显微组织形貌观察和相组成的定性定量检测分析以及力学性能测试;结果显示,等温处理后样品的显微组织为超级贝氏体(贝氏体铁素体BF+残余奥氏体AR),残余奥氏体体积分数为9.4%,其含碳量为1.296%;经加载后试样显微组织中残余奥氏体体积分数下降至6.1%,含碳量达1.439%;钢的强塑积提高近20%。这说明等温处理获得超级贝氏体组织的钢,经施加载荷给予应力作用,显微组织中残余奥氏体发生转变,即超级贝氏体组织中的残余奥氏体能够通过相变诱发塑性(Transformation induced plasticity,TRIP)效应的产生,提高钢的力学性能。

低碳Si-Mn系TRIP钢的热处理工艺对组织的影响

低碳Si Mn系TRIP钢有着复杂的显微组织 ,主要由多边形铁素体 (F) +无碳贝氏体 (B) +残留奥氏体(AR)组成。本试验采用了彩色金相法 ,并结合X ray衍射、SEM和TEM等手段研究了低碳Si Mn系TRIP钢显微组织与工艺的关系 ,发现随着两相区退火温度的升高 ,最终显微组织中铁素体基体体积分数变小 ,并且贝氏体量增多 ,残留奥氏体的稳定性呈起伏式变化 ;在贝氏体转变区的等温温度过高或过低 ,均使最终显微组织中残留奥氏体体积分数减少 ;在贝氏体转变区等温时 ,所形成贝氏体表现出粒状的特征。

高强中锰TRIP钢的残余奥氏体含量及其稳定性

设计了一种中锰相变诱导塑性(TRIP)钢,利用全新的热处理工艺对其进行处理,研究了其残余奥氏体含量及其稳定性,并对该钢的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明:中锰TRIP钢退火后的残余奥氏体体积分数均在39%以上,且奥氏体在变形过程中绝大部分转变为马氏体,提高了钢的塑性和强度;在630℃退火可使该钢的抗拉强度大于1 000 MPa,伸长率大于30%,强塑积大于30GPa.%,残余奥氏体体积分数为51.4%。

应力状态对TRIP钢残余奥氏体稳定性的影响

通过单向拉伸、平面应变和双向等拉实验研究了宏观应力状态对相变诱发塑性(TRIP)钢中残余奥氏体稳定性的影响.实验中残余奥氏体在不同应变量的体积分数通过X-射线衍射法测量,并引入应力三维度水平来表征不同应力状态.结果表明,不管何种变形模式,TRIP钢中残余奥氏体的体积含量都随塑性应变的增大而减少,而且应力三维度水平越高,TRIP钢的相变速率越快,残余奥氏体的力学稳定性越差.基于此,给出了能够表征不同应力状态的应变诱发马氏体相变动力学方程.

不同应变率下TRIP钢的拉伸性能

在自制气动式间接杆杆型冲击拉伸试验机上对含 1 6Si 1 5 8Mn 0 1 95C的TRIP (Transformation inducedPlasticity)钢在不同应变率下的高速冲击拉伸性能进行了研究 ,并和静态拉伸性能进行了比较。结果显示 ,随应变速率的提高 ,材料的抗拉强度显著增加 ,延伸率降低。由于TRIP钢组织中残余奥氏体在应力应变作用下向马氏体的相变诱发转变显著改善了材料的塑性 。

相同成分DP钢和TRIP钢部分力学性能的比较

对同一种钢板进行不同热处理分别制成具有相同铁素体含量的双相钢(DP钢)和相变诱发塑性变形钢(TRIP钢),并对其部分力学性能进行对比。比较发现,铁素体基体上不同的第二相使得材料力学性能产生巨大差异:马氏体使DP钢具有很高的抗拉强度,残余奥氏体则赋予TRIP钢优良的伸长率;DP钢拥有更加优良的加工硬化能力,TRIP钢则具有较为理想的烘烤硬化能力。试验还表明,考察DP钢和TRIP钢的烘烤硬化能力时,除柯氏气团外,内应力的消除也应该考虑其中。

两相区退火温度对TRIP780钢组织和性能的影响

利用金相显微镜、X-射线衍射等方法,研究了0.16C-1.47Si-1.64Mn-0.02Nb-0.02Ti冷轧TRIP钢不同两相区退火温度对组织和力学性能的影响。结果表明,实验钢在840℃退火180s和420℃等温240s处理后,可以获得53.0%的铁素体、38.6%的贝氏体、8.4%的残余奥氏体,此时可以获得较佳的相变诱发塑性和好的强韧性配合,其强塑积可达22.4×103MPa.%,较低或较高的退火温度都将减少残余奥氏体含量。

等温淬火温度对含铌TRIP钢组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、X射线衍射等方法研究了0.15C-1.46Si-1.56Mn-0.06Nb冷轧TRIP钢板等温淬火温度对组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢最佳的临界热处理工艺:在840℃两相区保温180 s,再快速冷却到420℃并在该温度保温240 s,进行贝氏体等温转变处理。采用这种热处理工艺,试验钢的微观组织为铁素体+贝氏体+残留奥氏体,其中铁素体占72%,贝氏体占20%,残留奥氏体占8%,可获得较佳的相变诱发塑性和较好的强韧性配合,其强塑积可达到2.5×104MPa.%,提高或降低贝氏体等温淬火温度都会降低强塑积。结果还表明,在840℃,适当的延长热处理时间可以提高残留奥氏体体积分数及残留奥氏体的碳含量,有助于提高材料的强塑积。

TRIP高强度钢板成形极限的实验研究

简要回顾了相变诱发塑性 (TRIP)高强度钢板的最新研究进展 ,总结了预测成形极限的三种模型 ,对TRIP钢的成形极限进行了预测和实验研究。预测结果与实验结果的比较表明 ,这三种模型都没有准确地预测TRIP钢的成形极限 ,其中NADDRG模型预测结果与实验值最接近 ,Swift-Hill模型预测结果偏小 ,而修正的Swift-Hill模型预测结果偏大。对两种高强度钢DP和ZStE1 80的成形极限进行了比较分析。

硅、锰合金元素含量对TRIP结构钢力学性能的影响

在不含Ｃｒ，Ｎｉ的ＳｉＭｎ结构钢中，因残余奥氏体的应变诱导相变和相变诱发塑性，可得到良好的强度与塑性配合的综合性能·通过对二种成分ＳｉＭｎＴＲＩＰ钢力学性能的比较及其组织分析，探讨了ＴＲＩＰ效应提高结构钢力学性能的机理·结果表明，含有一定Ｍｎ合金元素的ＴＲＩＰ结构钢，当Ｓｉ含量小于２０％时，含Ｓｉ量愈高，其力学性能愈好·

合金元素和固溶温度对TRIP/TWIP钢组织性能的影响

对不含Nb和含Nb的两种高锰TRIP/TWIP钢进行了固溶处理,通过室温拉伸实验研究了两种实验钢的力学性能.利用光学显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射观察实验钢变形前后的微观组织,并分析了含Nb实验钢中Nb析出物的形态和分布.实验结果表明:随着固溶温度的升高,两种成分的实验钢抗拉强度均下降.固溶温度为900℃时,含Nb实验钢组织仍有少量的热轧带状组织;固溶温度为1 000℃时,与此时的不含Nb实验钢相比,含Nb钢基体内的晶粒细小;在拉伸实验中,两种实验钢均表现出TRIP/TWIP的特性,不含Nb实验钢的TRIP形变强化机制更为突出.

无硅TRIP钢力学性能的研究

无硅TRIP钢采用临界区加热等温淬火热处理,获得铁素体,贝氏体及大量稳定残余奥氏体的三相组织·通过对其显微组织观察,断口形貌分析,与高硅TRIP钢力学性能的相互比较,探讨了无硅TRIP钢相变诱发塑性的行为·结果表明:无硅TRIP钢在拉伸变形过程中,应变诱导相变,相变诱发塑性;其拉伸断口形貌呈韧性断口特征;经790℃加热在400℃等温5min时,抗拉强度达到754MPa,延伸率达到36%,综合性能(强塑积)达到27144MPa%的最高值·

Nb微合金化热轧TRIP钢组织性能

在实验室采用热轧控冷工艺制备了Nb微合金化热轧TRIP钢,并对其进行了力学性能检测,通过光学显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电镜、EBSD及X射线衍射对该钢的组织进行了观察。结果表明:试验钢力学性能为:屈服强度为535～552 MPa,抗拉强度740～745 MPa,屈强比R eL/R m为0.71～0.74,伸长率A80为28.5%～31.0%;试验钢组织为典型的铁素体、贝氏体、残留奥氏体三相组织,残留奥氏体体积分数为12.3%,EBSD观察表明残留奥氏体尺寸大多数在1μm以下。

600MPa级C-Si-Mn系TRIP钢高温变形行为的研究

采用热压缩法在G leeble-1500热模拟试验机上,研究了600MPa级C-Si-Mn系TR IP钢的高温变形行为,分析了应变率和变形温度对变形抗力的影响,并在试验数据基础上建立了该钢的变形抗力数学模型。

低碳Si-Mn系TRIP钢的动态拉伸性能

在气动式间接杆杆型冲击拉伸实验机上对工业生产的两种低碳Si-Mn系TRIP钢不同应变率下的高速冲击拉伸性能进行了研究,并和静态拉伸性能进行了比较.结果表明,两种钢的室温拉伸性能随应变率变化具有相同趋势,但动态下的应变率敏感性比静态下的要高得多.由于TRIP钢组织中残余奥氏体的变形诱发向马氏体的转变显著改善了材料的塑性.

以A1代Si对TRIP钢力学性能的影响

用A1替代Si的TRIP钢,采用临界区加热等温淬火热处理,获得铁素体、贝氏体及大量稳定残余奥氏体的三相组织。通过对其显微组织观察、力学性能分析,探讨了以A1代Si的TRIP钢的相变诱发塑性的行为。结果表明:以A1代Si的TRIP钢在拉伸变形过程中,应变诱导相变,相变诱发塑性,具有很好的力学性能,在400℃等温5min时,抗拉强度达到754MPa,伸长率达36%,综合性能强塑积达到最高值(27144MPa%)。

硅-锰系TRIP钢热处理工艺的研究

硅 锰系TRIP钢仅含碳、硅、锰等合金元素,采用亚温等温淬火及完全淬火加亚温等温淬火热处理,获得铁素体、贝氏体和残余奥氏体三相组织,残余奥氏体分别呈块状和针状。该钢在Ms～Md温度之间拉伸试验表明其力学性能提高显著。完全淬火加亚温等温淬火试样在50℃拉伸时,伸长率最高值达41.5%。

热处理工艺对冷轧TRIP800钢组织与性能的影响

利用电子背散射衍射技术(EBSD)技术分析了两种不同热处理工艺下的TRIP800钢板取向分布、晶粒角度、显微织构与残余奥氏体的分布及其稳定性,并结合试验钢的力学性能进行了讨论。研究表明:两类试验退火钢的晶粒没有优势的取向分布,呈现较弱的织构;面心立方晶粒中的取向以{001}<100>与{011}<100>较多;残余奥氏体大多以分布在晶界上为主,但拉伸断裂后基本上消失,即产生了相变诱导塑性(TRIP)效应,而体心立方晶粒内部的残余奥氏体相对稳定,断裂后还有部分稳定的存在。

温度对TRIP钢动态拉伸性能的影响

在自制的冲击拉伸试验机上对低硅 TRIP钢的动态力学性能进行了研究。试验结果表明 ,在应变率 ε=135 0s- 1± 5 0s- 1,试验温度 5 0℃～ 80℃范围内不仅伸长率上升 ,而且强度提高。最大均匀伸长率eu 与总伸长率et 分别达到 15 6 %和 32 1% ,最大抗拉强度σb 为 938MPa 。