工艺参数对600mpa 热轧双相钢铁素体转变的影响

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1、http://www.gtjia.com工艺参数对600MPa热轧双相钢铁素体转变的影响张大伟1，刘雅政1，周乐育1，汪飞松1，李月兰1(1北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083；2马钢股份公司技术中心，马鞍山243003)摘要通过Gleeble-1500热模拟机研究了终轧变形60％时，终轧温度(840℃和860℃)，快冷至不同温度(730～630℃)及保温时间(5～10s)对DP600热轧双相钢(％：40．1C、≤1．5Si、≤1．5Mn、40．10Als、40．50Cr)铁素体转变的影响。结

2、果表明，延长保温时间，降低终轧温度可明显促进铁素体转变，提高铁素体体积分数；第一段快冷后保温温度从730℃降至630℃，铁素体体积增加约20％，抗拉强度降低约60MPa。关键词热轧双相钢DP600热模拟铁素体转变双相钢以其低屈强比、高初始加工硬化速率、良好强度和延性的配合等优点，符合我国汽车轻量化的要求，成为现代汽车用钢的重要组成部分[1,2]。近年来采用分段冷却和低温卷取工艺的不含钼低成本热轧双相钢实现工业批量生产，较快促进了热轧双相钢在汽车行业的应用[3]。DP600热轧双相钢[4]在相变过程中，铁素

3、体的转变对于其两相的比例和马氏体的形态分布有重要的影响。1实验材料及方法从钢厂低合金双相钢(表1)40mm厚预精轧坯料上截取阶梯状热模拟实验用试样，加工后尺寸见图1(a)。在Gleeble-1500热模拟机上进行控轧控冷热模拟实验，主要分析了终轧温度T1、两段快冷间隔保温温度T2和保温时间n对实验钢铁素体转变的影响。热模拟工艺为：以20℃／s的加热速度将实验钢加热到1000℃保温120s，之后以40℃／s的冷速冷却到T1温度，变形60％，再以40℃／s的冷速冷却到T2温度，保温n秒，最后以40℃／s的冷速

4、冷却到200℃后空冷(表2)。在热模拟实验后的试样上线切割截取拉伸试样，断面为4mm×3mm，标距为15mm加工后尺寸如图1(b)所示。金相试样用4％硝酸酒精试剂、Lepro试剂侵蚀。http://www.gtjia.com2实验结果及分析(1)保温时间对铁素体转变的影响。840℃终轧变形60％，快冷至680℃保温5、8、10s后水淬组织为铁素体+马氏体(图2a，b，c)，随保温时间延长，铁素体体积分数从81％逐渐增至85％、88％，铁素体晶粒尺寸从7．2μm逐渐增至9．2、9．4μm。860℃终轧变形6

5、0％，快冷至680℃保温5、8、10s后水淬组织仍为铁素体+马氏体(图2d，e，f)，随保温时间延长，铁素体体积分数从72％逐渐增至76％、80％，铁素体晶粒尺寸从6．9μm增至8．2、9．2μm。两种终轧温度下，680℃保温不同时间得到的力学性能如表3所示。840℃终轧，时间从5s延长至8s，马氏体体积分数降低4％，抗拉强度由670MPa降至650MPa；延长至10s，马氏体体积分数又降低3％，抗拉强度由650MPa降至605MPa；860℃终轧，680℃保温时间从5s延长至8s，马氏体体积分数降低4％

6、，抗拉强度由715MPa降至670MPa，延长至10s，马氏体体积分数又降低4％，抗拉强度由670MPa降至665MPa。这主要是马氏体的相变强化以及细晶强化共同作用的结果。等轴铁素体的形成是由碳原子的长程扩散控制，保温时间的延长有利于碳原子的扩散，提高了铁素体中C、N原子以及合金元素向周围残余奥氏体的富集的程度，有利于铁素体晶粒的长大以及体积分数的增加，但是铁素体的晶粒尺寸不仅与时间因素有关，还与铁素体相成长端的极限曲率半径、C在界面处奥氏体侧、铁素体侧的平衡摩尔分数等因素有关[5]。在一段时间内延长保

7、温时间能显著促进铁素体充分转变，但随着时间的继续延长，其作用逐渐减弱。(2)终轧温度对铁素体转变的影响。终轧温度从840℃提高到860℃http://www.gtjia.com，马氏体体积分数提高9％，抗拉强度提高20～45MPa(图2、表3)。可见降低终轧温度可明显促进铁素体转变，提高铁素体体积分数，细化马氏体尺寸，降低强化相体积分数。在较低的终轧温度下，钢的软化效果较弱，奥氏体中储存的形变能较高，其变形后再结晶的程度较低，所以较低的终轧温度下奥氏体晶粒尺寸小，遗传给相变后的铁素体，细化了铁素体晶粒。所

8、以降低终轧温度能显著促进铁素体转变。(3)第一段快冷后保温温度对铁素体转变的影响。860℃终轧变形600％，快冷至730～630℃5s后水淬组织亦铁素体+马氏体双相组织(图3)。随着保温温度的降低，铁素体体积分数明显增加，马氏体形态也由大块弥散到细小弥散分布，铁素体体积分数由60％增至79％。由形核率公式(1)可知[6]：式中：一形核速率；ΔGC一晶核的形核功／(J·mol﹣1)；ΔGA一激活能／(J·mol﹣1)；K—常量[