【摘 要】
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汽车轻量化已然成为汽车行业发展的趋势,汽车用先进高强钢被要求向轻量化高强度高塑性发展。目前已经研制出第三代先进高强钢——Q&P钢,其高强度高塑性的机械性能大大减轻了汽车重量,在增强汽车抗撞击能力的同时提高了汽车安全系数,应用前景广阔。现在Q&P钢板材生产主要是热轧后淬火再回火,最后Q&P处理。为了降低生产成本节约能源,实现在线Q&P热处理,探索不同的初始组织对Q&P钢的影响具有重要意义。基于以上背
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汽车轻量化已然成为汽车行业发展的趋势,汽车用先进高强钢被要求向轻量化高强度高塑性发展。目前已经研制出第三代先进高强钢——Q&P钢,其高强度高塑性的机械性能大大减轻了汽车重量,在增强汽车抗撞击能力的同时提高了汽车安全系数,应用前景广阔。现在Q&P钢板材生产主要是热轧后淬火再回火,最后Q&P处理。为了降低生产成本节约能源,实现在线Q&P热处理,探索不同的初始组织对Q&P钢的影响具有重要意义。基于以上背景,本文致力于研究在相同Q&P工艺下,不同的原始组织在热处理过程中的遗传行为以及对材料显微组织和力学性能的影响。以0.4C-1.5Mn-1.5Si为实验材料成分,通过改变热轧后热处理工艺,得到三种初始组织不同的材料,进行Ms点测量、实验室冷轧、力学性能检测及显微组织的表征,研究初始组织在Q&P处理过程中的遗传行为,以及对材料力学性能的影响。主要研究结果如下:（1）以淬火-回火-冷轧材料（Q&T-CR）为基础,探究淬火温度对Q&P钢显微组织和力学性能的影响。研究发现本文中230℃淬火得到的综合性能较优,强度为1 503.3MPa,延伸率为16.07%,强塑积24.16GPa·%,均优于200℃淬火和260℃淬火得到的综合力学性能。（2）以淬火-回火-冷轧材料（Q&T-CR）为基础,探究在400℃配分时,配分时间对Q&P钢显微组织和力学性能的影响。对比配分50s和500s后的实验结果可知,配分50s奥氏体碳含量更高,稳定性更高,保留至室温更多,综合力学性能更好。配分500s时,马氏体排碳,位错发生回复,强度降低,奥氏体中碳原子析出形成碳化物,稳定性下降,延伸率减小。因此得到本文成分下的标准Q&P处理工艺为:900℃等温5min,230℃淬火,400℃配分50s。（3）以淬火-回火-热轧（Q&T-HR）、空冷-热轧（AC-HR）和卷取-热轧（Coil-HR）三种初始组织不同的材料为基础,运用EBSD、SEM、高温共聚焦显微镜等手段进行分析。结果表明以上三种材料在奥氏体化后组织均为等轴奥氏体,与初始组织种类和形貌无关,但是其合金元素偏聚区域遗传了原始组织的元素分布情况,等温5min不足以使得合金元素均匀化,在Q&P处理后,残余奥氏体会以原始组织的合金元素偏析区为基础保留至室温,形成形貌、尺寸、分布和含碳量不同的残余奥氏体。同时不同的显微组织特征影响了材料的力学性能,也会导致性能上的差异,该组织遗传现象的研究对于设计热轧后热处理以及Q&P工艺参数具有重要的指导意义。（4）以三组热轧冷轧板（Q&T-HR 和 Q&T-CR,AC-HR 和 AC-CR,Coil-HR 和Coil-CR）为基础,探究得到:热轧板在冷轧变形后,组织明显细化,奥氏体化过程中奥氏体晶粒度更小。在Q&P处理过程中,冷轧材料的合金元素扩散距离更短,室温下残余奥氏体尺寸更细小,分布更均匀。冷轧导致的晶粒细化为材料提供了细晶强化效果,强度得到提高,而均匀分布的残余奥氏体改善了 Q&P钢的塑性,延伸率得到提高,综合力学性能更优异,但是晶界角度分布并没有因为冷轧变形而发生明显变化。因此初始组织的冷轧处理所导致的组织尺寸变化,在Q&P热处理过程中依旧存在遗传现象,得到Q&P钢组织和力学性能有别于并且优于经过Q&P处理的热轧板。
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