【摘 要】
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在保证安全性能的前提下,轻量化已成为汽车工业发展的必然趋势。淬火配分（Quenching and partitioning,Q&P）钢具有超高强度的同时兼顾良好的塑性,在保证汽车安全前提下可以大幅度减轻车身重量,应用前景广阔。本文在传统Q&P钢的C-Mn-Si成分基础上引入Cu元素,通过热力学模拟、相变工艺模拟以及热处理实验,研究C-Si-Mn-Cu系Q&P钢淬火配分过程中的组织演变机理以及组织与
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（51674080,U1260204）； 国家重点研发计划项目（2017YFB0304105）；
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在保证安全性能的前提下,轻量化已成为汽车工业发展的必然趋势。淬火配分（Quenching and partitioning,Q&P）钢具有超高强度的同时兼顾良好的塑性,在保证汽车安全前提下可以大幅度减轻车身重量,应用前景广阔。本文在传统Q&P钢的C-Mn-Si成分基础上引入Cu元素,通过热力学模拟、相变工艺模拟以及热处理实验,研究C-Si-Mn-Cu系Q&P钢淬火配分过程中的组织演变机理以及组织与力学性能之间的对应关系,主要结论如下:（1）经Thermo-calc计算,实验钢的A1温度为651℃;A3温度为871℃;渗碳体的析出温度为696℃;NbC的析出温度为1188℃;单质Cu的析出温度为733℃。（2）静态相变仪测定的Ac1为670℃,Ac3为887℃,Ar1为512℃,Ar3为748℃,50℃/s冷速下的Ms、Mf分别为360℃、180℃,贝氏体临界转变冷速为5℃/s左右。动态相变仪模拟实验钢的淬火配分工艺过程中,在400℃等温配分时,贝氏体相变量最大,相变速率也最快,400℃为最佳配分温度。（3）当退火温度从725℃提升到860℃时,抗拉强度先升高后降低,在760℃退火时达到最大（1207MPa）,屈服强度先降低后升高,变化范围为555～956MPa。延伸率与强塑积变化趋势相同,都为先降低后升高最后再降低,在725℃退火时力学性能最优,延伸率最大（24.8%）,强塑积为26362MPa·%,微观组织为铁素体、奥氏体与新鲜马氏体,残奥含量为24%,相应碳含量为1.26%。（4）当淬火温度从180℃提升到300℃时,抗拉强度整体呈上升趋势,屈服强度先减小后增加,强塑积与延伸率都是先升高后降低最后再升高。在200℃淬火时,组织中软硬相配比达到最佳,抗拉强度为1124MPa,屈服强度为779MPa,延伸率为22.4%,强塑积为25178MPa·%,实验结果与Thermo-calc模拟计算820℃退火时对应的最佳淬火温度（193.5℃）相吻合。（5）随着配分时间的延长,抗拉强度逐渐下降,延伸率先增加然后基本保持不变,屈服强度变化不大,当配分时间为300s时,抗拉强度为1098MPa,屈服强度为588MPa,延伸率为20%,强塑积高达21960MPa·%;300s时实验钢配分基本完成。
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