TRIP钢组织与性能.ppt

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1、相变塑性(TRIP)钢的组织和力学性能汽车用高强度钢的性能要求：高的强度好的成形性好的焊接性能高的抗冲撞性能提高钢板性能的方法－－位错运动与变形在纯铁中，由于位错的存在，很容易进行变形，所以，铁有较好的成形性。提高钢板性能的方法－－间隙原子的作用、硬度间隙原子碳和氮的存在，将提高铁的强度提高钢板性能的方法－－无间隙原子钢（Interstitial-Free钢）极低的碳、氮含量，加入钛等微量合金元素，有极好的成形性提高钢板性能的方法－－固溶强化一定量的碳、氮含量，加入价廉的硅、锰元素，强度水平为440MPa提高钢板性能的方法－－沉淀硬化含有一定量的

2、碳、氮，加入钒、钛、铌等微量元素，形成碳化物，强度水平为780～980MPa高钢板性提能的方法－－弥散硬化若通过控制轧制，使钢中析出弥散的钒、钛、铌等碳化物，强度水平为1470MPa高钢板性能提的方法－－多相组织(双相钢)硬的马氏体相和软的铁素体相共存，使双相钢具有高强度和好的成形性提高钢板性能的方法－－多相组织（TRansformation-InducedPlasticity钢）钢中存在一定量的残余奥氏体，在变形时，残余奥氏体应变诱发马氏体相变，使钢具有高强度、好的成形性和抗冲撞性能提高钢板强度的方法：形变强化固溶强化（锰钢、P钢）沉淀强化（含T

3、i、Nb、V）组织强化：提高碳量（增加珠光体）DP钢（铁素体+马氏体）TRIP钢(铁素体+贝氏体+残余奥氏体)马氏体时效钢（马氏体）4TRIP效应和早期TRIP钢TRIP效应，即相变诱发塑性，它是由于晶体材料发生了马氏体相变而使材料塑性增加的一种效应。最早，人们是在奥氏体不锈钢中发现了应变诱发马氏体相变这一现象：低碳的奥氏体不锈钢，在MS～MD温度之间变形时，发生了应变诱发马氏体相变。由于马氏体的形成，使奥氏体钢的强度提高。由此，材料具有很好的强韧性配合。在1967年，Zackay首次报道了将应变诱发马氏体相变应用于高强度合金。应力应变曲线比较：（

4、A）0％变形处理（B）10％变形处理Zackay认为，这些高强度钢由于发生了应变诱发马氏体相变，推迟了颈缩的开始时间，导致了塑性的提高，这就是相变诱发塑性。Zackay提出，将具有相变诱发塑性这一特性的钢，统称为TRIP钢。Zackay的TRIP钢含有大量的合金元素，成本很高，所以，没有被广泛的使用。TRIP钢可以获得高强度和好的塑性，主要是利用了奥氏体的应变诱发马氏体相变。在八十年代末、九十年代初，日本和欧洲一些国家的科技人员，利用热处理使价格低廉的低碳低合金钢的室温组织中含有一定量的残余奥氏体（10％～20％），利用残余奥氏体的应变诱发马氏体相

5、变，使材料达到强度和塑性的完美的统一。由此成功开发了价格低廉的低碳低合金Si-Mn系TRIP钢5低碳低合金TRIP钢为了使低碳钢的室温组织中含有一定量的残余奥氏体，需要对低碳Si-Mn冷轧钢板进行相应的热处理。冷轧低碳硅锰TRIP钢热处理示意图TRIP钢组织：F+B+AR10μmTRIP钢成分和性能（1）不同强化机制的高强度钢板的强度和塑性与传统的强化方式相比较：TRIP钢在提高钢板强度的同时，仍然保持良好的塑性。TRIP钢具有最高的强塑积（抗拉强度与延伸率的乘积）目前，低碳TRIP钢的强塑积已达到了24,000MPa，比目前所有的汽车用钢材高得多

6、。不同强化机制的高强度钢板的强度和冲击吸收能不同强化机制的高强度钢板的强度和n值TRIP钢具有极好的塑性，可冲压成各种复杂形状的汽车结构件。TRIP钢具有高的强度和大的吸收能，用TRIP钢制造的汽车零部件，在汽车发生冲撞时，可有效吸收冲撞能，为提高汽车安全性提供了进一步的保障，这是其他钢种所无法做到的。用TRIP钢试制的汽车零件（front-side-member），板厚为1.4mm，用500t压机，经四道工序冲压而成拟用TRIP钢板替代常规高强度钢板生产的汽车抗冲撞零件TRIP钢被各国工业界一致认为是新一代最佳的高强度高韧性钢。目前，日本和欧洲

7、的钢铁公司已投入了TRIP钢的批量生产，并与汽车公司联手将其应用于新型车的结构件上。我国在这一领域的工作还不多。成分和热处理工艺决定了TRIP钢的组织和性能。其中，硅的含量是重要的。若硅含量>1.0%，TRIP钢在贝氏体区等温过程中，一部分退火奥氏体转变为无碳化物贝氏体，另一部分成为残余奥氏体。若硅含量<0.6%，TRIP钢在相同的温度区间等温时，退火奥氏体发生了分解，在形成贝氏体铁素体的同时，析出了渗碳体，无法或少量获得残余奥氏体。但是，较高的硅含量，严重地恶化钢的热轧性能和表面涂覆性能。为此，新一代的TRIP钢为低碳低硅TRIP钢。低碳低硅TR

8、IP钢面临的问题：由于硅含量的下降，导致了TRIP钢强韧性的下降。所以，寻找硅的替代元素或添加其他元素，成为研究的热点。目