低碳贝氏体非调质钢的试验研究

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1、•试验研究•低碳贝氏体非调质钢的试验研究安航航李太全（北京科技大学）摘要以开发与研究高品质低碳贝氏体非调质汽车用钢为tl标，设计了适应要求的低成本的合金成分;采用锻造和空冷工艺使材料的组织和性能基木接近开发H标;利用SEV1和EDS对钢中夹杂物进行观察分析,进-步提高钢的洁净度，开发钢完全满足汽车用钢的要求。关键词汽车用非调质钢粒状贝氏体组织和性能StudyonNon-QuenchedandLavCaibonBainiticSteelAnHanghangaridLiTaquari(Univeisi

2、tyofScienceandTechnobgyBeijhg)AbstractAtliedevebpnentandstudyofthehghqualitynon-quenchedandbwcaibonbailiticsteelforau"t(mol)ilelavcostalloyaxnpositbnsatisiigtheiequirementsofhqualitynon-quenchedandlavcaibcnsteelforautin(bilehasbeendesignedtiroughratio

3、nalalloyctmpositiondesgqByincansofforghgandaircooingprocess,themicrostruciureandpnpertiesofiiernaterialarebasicalhrapproachiigthetaigetofdevebpnen

4、ByobservingandaiialyfziigtheinclisidishthesteelwithSEMandEDSmetluxlscleanliiessofthesteelhasbe«ifiiriier

5、inpn)ve(lwhichcanHillymeetiigthererjuireintsoftheautomobilesteelKejwordsNon-quenchedsteelforautcmobilqGranularhahitQMiciostiuciuieandproperties0前言高品质汽车用非调质钢除了要求具备良好强度、蜩性和韧性之外,还要求具备优良抗疲劳破坏性能，因此对钢的纯净度，特别是总氧含量和钢中非金属夹杂物控制非常严格为了提高钢的强韧性，非调质钢一般含一定量的NKV、Ti等微合

6、金元素，为了改善切削性能，还需含较高的S因此钢中的非金属夹杂物组成较为复杂,低碳贝氏体非调质钢则具有高的强度和良好的韧性®。V在奥氏体中的溶解度最人,在正常的锻造温度1200-1250°C下,饥的碳氮化物能够充分溶解，因此,能获得最大的强化效果⑴,而Ti在非调质钢屮能形成稳定的碳氮化合物，不但能细化奥氏体晶粒，还能促进V的碳氮化合物的析出。IU：界各国开发的非调质钢均采用V、Ti等来进行微合金化。大呈的研究结果已表明，N是含饥微合金钢中一个十分有益的合金元素。钢中增N,促进了V的析出，增强了V的沉

7、淀强化作用，明显提高了钢的强度宀役木试验研究的H的是在实验室研制屈服强度人于600MPa粒状贝氏体加少量的针状铁素体组织的高品质汽车用钢，并通过试验研究掌握该钢的成分-工艺-组织-性能之间的关系，为进一步工业性试生产提供依据。1试验钢的成分设计以及锻造L1试验钢的成分设计确定合适的合金成分及微合金化方式是研制非调质钢的关键。使用微合金化元素的原则是有效而经济。综合考虑各元素对钢微观组织和性能的影响、微合金化和复合微合金化的效果及生产成木，确定采用的合金化方案为：基于低碳贝氏体,碳控制H标成分为o1

8、%,通过添加微合金化元素TLNb和V來强化，其中一炉钢通过增N来提高对基体的强化作用，另一炉钢中N含量没有人为控制。试验钢的化学成分如表1所示，由表1可看出，钢屮S含量较高。两炉试验钢的化学•I•htip://www・cnki・net成分除了N含量以外,其他成分基本相同。表1试验钢的化学成分％编号CSiMnTiVsAaio0.34L52001500(400700260.002Baio0.34L49()012006007200240.022采用真空感应炉冶炼2炉实验钢，编号分别为A和R两炉均浇铸成5

9、0炖钢锭。然后将两个钢锭热锻成10根①10mmx600mm的钢棒。L2锻造工艺制度在充分考虑了氮化物在轧制过程中的析出以及最终组织为低碳贝氏体的基础上，制定了如表2所示的锻造工艺。可以看出，铸锭号为A和B的两个钢锭加热吋I'可相同，热锻后都以空冷的方式冷却，其它工艺参数不同。表2试验钢的锻造工艺编号加热温度rc加热时间/h开锻温度rc终锻温度rc规格/mmA1150~1200351(50830~8709B111()~1150351(J80850-8809从以上热锻的钢棒