微量元素在超低碳钢组织控制与细晶强化中的作用

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1、东北戈学硕士学位论文摘要随着汽车工业的发展和汽车市场的激烈竞争，对汽车板性能要求越来越高。高强IF钢(无问隙原子钢)，由于把IF钢所具有的超深冲性特点与P、Mn、Si等元素的固溶强化机制相结合，具有优异的深冲性能和较高的强度而受到汽车工业的青睐，并日益显示出它的巨大应用潜力。在诸多提高IF钢强度的元素中，磷由于其较高的固溶强化能力以及低廉的价格而被广泛应用。除固溶强化外，细晶强化也是提高IF钢强度的重要途径，且是众多材料强化方法中唯一在提高强度的同时提高材料延性的强化方法。但是，细晶强化在IF钢中的应

2、用并没有得到广泛的关注。本文舀在研究在含磷高强IF钢中将固溶强化效果与细晶强化相结合时，添加元素对细化晶粒强化效果的影响，从而为高强IF钢及其它钢中合理并且有效地利用细晶强化提供参考。文中结合含P高强IF钢的成分特点和性能要求，设计了四种类型的合金，在尽可能避免杂质之间以及杂质与添加元素之间复杂相互作用的条件下，比较系统地研究了单独和复合加入磷、微量碳、硼以及与碳具有强的亲和力的铌对细化晶粒强化效果的影响，它们在铁中的存在状态与强化之间的关系，讨论了其影响的机理。利用光学显微镜和透射电镜分析了试钢的显

3、微组织，利用图象分析仪分析再结晶晶粒尺寸与冷轧变形量和退火条件之间的关系，据此制定了调节晶粒尺寸的工艺制度。利用室温拉伸试验，测定了最终热处理后的力学性能。所得结论如下：(1)磷对ttall—Perch关系式中的do和k，项均有影响。oo项仅受晶内固溶磷量支配，固溶磷量越高ao项越大，即固溶强化作用显著；而b项受磷在晶界的偏析量控制，随晶界偏析量的增加，b减小。(2)Fe—P合金系中存在微量碳时，碳对oo项影响不大；但碳会影响磷在晶界偏析从而影响kv值。随着最终热处理温度的降低，碳在晶界的偏析超过磷的

4、偏析，降低了磷对kv值的作用。(3)Fe—P合金系中添加微量硼时，硼的作用与碳相近，即对Go项影响不大，抑制磷在晶晃偏析而对k，值产生较大影响，使ky增加。查!!垄兰翌圭堂堡鱼查．———————————————————鳖(4)磷、碳、硼共存时，k。受三者在晶界偏析共同影响。(5)细化晶粒能增加合金的延伸率，但磷和碳的添加使合金的延伸率降低，并且使细化晶粒增加延伸率的效果减小，而硼的添加由于对磷和碳晶界偏析的影响使碳和磷降低延伸率的情况略有改善。关键词：高强度IF钢，碳，磷，硼，力学性能，固溶强化，细晶

5、强化，晶界偏析东北大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofautomobileindustryandintensecompetitionofautomobilemarket，thedemandsonthepropertiesofsteelsheetsforautomobilemanufacttwingbecomemoreandmorestrict．HighstrengthIF(InterstitialFree)steelshavebeenfavouredinautomo

6、bileindustrybecauseoftheexcellentdeepdrawabilityasinherentfeatureofIFsteelandhighstrengthgainedbyaddingsolidsolutionsla、engtheningelementsofP,SiorMntoIFsteel。Amongtheelementstostrengthen1Fsteelthroughreplacementsolidsolution，Piswidelyusedbecauseofitshi曲

7、erstrentheningabilityandlowerprice．Finegrainstrentheningisalsoanimportantapprochtoincrease瑶steelstrenth，andthesoleapprochtostrengthenandtoughenmetallicmaterialsatsglnetimeinallthestrengtheningapproches．However，theapplicationoffinegrainstrengtheningappro

8、chtotheIFsteelhasnotbeenwidelypainatlen{iOnto+Thepurposeofthepresentstudyistoelarifytheeffectsoftheaddingelementsonfinegrainstrengtheninginthehighs秘engthIFsteel诚搬Pwhenthesolidsolutionstrengtheningandfinegrainstrengtheningjointlya