冷轧高强度低合金钢的组织及性能研究

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近年来,节能环保是汽车工业发展的主要方向,汽车轻量化是减轻污染,节省能源的最有效措施之一。高强度低合金钢主要应用于汽车结构件、加强件等部位,在汽车工业中应用广泛。本文在HC420LA的常规生产工艺的基础上,通过使用Ti代替Nb、Ti,在保证强度的同时,降低成本;另外通过添加V,提高屈服强度,主要工作内容及成果如下:(1)研究了含有不同微合金元素的实验钢在退火过程中的铁素体再结晶规律。基于JMAK模型,计算得到了两种实验钢在不同退火温度下时间指数n的值。n值分为明显的两段,分别代表:快速的再结晶形核和长大阶段、缓慢的再结晶完成阶段。而且在相同退火温度条件下,Ti钢的n值要大于Nb-V-Ti钢,即完成再结晶所需时间更短。计算结果表明,Ti钢的再结晶激活能和变形储存能更低,由于Nb-V-Ti钢退火过程中大量析出粒子的钉扎作用,延缓了再结晶过程,再结晶速率变慢。(2)研究了在退火过程中再结晶织构的演变规律。结果表明:两种实验钢的再结晶织构演变规律基本一致,在再结晶初期,<111>//ND取向的晶粒Tayor因子较高,具有更高的储存能,会优先形核,形核方式以定向形核方式为主,形核位置主要在α/γ形变带的晶界处。<001>//ND取向的变形带的存在是再结晶结束阶段缓慢的原因。(3)研究了退火过程中的析出规律,并计算了细晶强化和析出强化对强度的贡献值。Nb-V-Ti钢的析出粒子较多,分布均匀。计算结果表明,两种实验钢均以细晶强化为主要强化机制,Nb-V-Ti钢的细晶强化和析出强化效果更好。(4)研究了退火工艺对组织及性能的影响。在新工艺条件下,Ti钢可以将罩式退火温度降低至650℃,从而达到节约成本的目的,强度级别可达到450MPa以上,且钢卷组织均匀性好。新工艺条件下,Nb-V-Ti钢在罩式退火温度为700℃,退火6h时,强度级别可达到550MPa以上,且此时钢卷组织均匀性好。在连续退火工艺中,退火温度对组织及性能的影响更大。Nb-V-Ti钢在高温短时间等温时,晶粒尺寸小,组织均匀,强度级别可达到550MPa以上。
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