超高強度雙相鋼中殘留奧氏體的調控及其對機械性能的影響.pdf

1、超高強度雙相鋼是為滿足第三代先進高強度鋼(3GAHSS)的發(fā)展需求而開發(fā)的一種高性能鋼材。目前，低溫貝氏體（low temperature bainite）鋼和淬火-碳分配(Q&P，quenching-partitioning)馬氏體鋼是這種超高強度雙相鋼的代表。超高強度雙相鋼的高強度主要來源于結構中的貝氏體鐵素體或馬氏體板條，而具有優(yōu)異塑性韌性的殘余奧氏體在受到外部應力時會引發(fā)相變誘導塑性（TRIP）效應，使其在保持良好的塑性和韌性的

2、同時，令材料本身的強度和硬度進一步提高。因以，如何通過調控超高強度雙相鋼中的殘留奧氏體來得到綜合機械性能優(yōu)良的組織結構，便成為這類先進高強度鋼發(fā)展應用所面臨的重要科學難題。本文采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、電子背散射衍射(EBSD)等先進研究方法，來分析合金元素(Ni)對組織結構尤其是殘留奧氏體形貌特征、體積分數(shù)、尺寸大小和碳元素分布等影響。對相同化學成分的實驗鋼設計了Q&P馬氏體和低溫貝氏體兩種不同的熱處理工藝，

3、并對比了二者的力學和三體磨料磨損性能;通過光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等觀察分析組織結構;采用電子探針(EPMA)分析方法檢測殘留奧氏體中的碳含量，探討在超高強度雙相鋼中殘留奧氏體、TRIP效應與磨料磨損性能之間的聯(lián)系。主要的研究結果如下:
　　1、Ni的添加降低了貝氏體轉變的驅動力，顯著延遲了貝氏體成核，并且極大地延長了低溫貝氏體轉變完成所需的時間。
　　2、添加Ni元素后，低溫貝氏體相變后顯

4、微組織中的殘留奧氏體的體積分數(shù)顯著增加（從19.3vol％上升到39.60vol％），在室溫下保留更多的殘留奧氏體，同時會顯著地提高低溫貝氏體轉變中殘留奧氏體的平均尺寸(從0.654μm±0.232μm上升到0.822μm±0.336μm)。
　　3、通過加入Ni合金元素，定向調控殘留奧氏體的體積分數(shù)和平均尺寸，可以促進TRIP效應的發(fā)生，使鋼樣的總延伸率和強塑積得到很大的改善，分別達到了15.5％（相對增加了63.2％）和25.

5、90GPa％（相對增加了53.0％），獲得了更好的綜合性能。
　　4、薄膜狀殘留奧氏體中的碳含量高于塊狀殘留奧氏體（高約34～37％），這使得薄膜狀殘留奧氏體具備更強穩(wěn)定性且更有利于TRIP效應的發(fā)生。
　　5、在三體磨料磨損過程中，兩種熱處理工藝下的試樣，都在外應力作用下發(fā)生形變誘導效應（TRIP效應）使富碳殘留奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，提高了表面硬度從而顯著降低后續(xù)磨損過程中的磨損失重量。
　　6、與低溫貝氏體轉變試樣相