目前,能够有效实现节能减排的汽车用先进高强钢已经发展到第三代,作为其中典型代表的Q&P钢已经顺利实现工业化生产及应用。但就目前国内外的研究情况而言,研究重点主要集中于完全奥氏体化后的Q&P工艺,对临界区退火引入铁素体后的Q&P处理尚缺乏深入研究。本文在传统TRIP钢成分的基础上,添加Nb、V、Ti等微合金元素,通过析出强化、细晶强化等手段提高实验钢的力学性能,同时利用理论模型模拟、热力学动力学模拟、相变仪工艺模拟、实验室退火工艺参数调控等方式,对该成分实验钢临界区退火的热力学基本参数、组织演变机理及组织与力学性能间的相互关系进行了深入研究。在此基础上,得到的主要结论如下:(1)在热力学平衡状态下,合金碳化物所消耗的碳最多为0.0728%(主要为VC)。由CCE模型得知,850℃退火时(50%奥氏体化),最佳淬火温度为226.5℃,最大残奥含量为18%,其对应残奥碳含量为1.1%。Dictra模拟中,固定界面条件下,在最佳淬火温度以下配分,随时间延长,残奥含量逐渐增加,最终与CCE理论值相等:在其以上配分时,残奥量先增加后减小,且最大值大于理论值。引入界面迁移后,随着配分时间的增加,马氏体/奥氏体界面先向奥氏体迁移,后向马氏体迁移,其最大残奥含量(3.159%)相对固定界面来说(9.108%),明显降低。(2)相变仪测定的静态 Ac1 为 675.5℃,Ac3 为 938.6℃,Ar1 为 615.7℃,Ar3为891.3℃。马氏体生成的临界淬火冷速为20℃/s。长时间配分工艺模拟过程中,体积膨胀归结为贝氏体相变,体积减小归结为马氏体回火造成的碳化物析出、位错及亚结构.回复。随着配分温度的提高,曲线开始段下降的幅度越来越小,随后上升的幅度也越来越小,同时达到稳定的时间提前。到450℃时,由于生成大量珠光体,曲线下降直至平稳。(3)根据应力-应变曲线知,变形温度越高,应变速率越低,动态再结晶越容易发生;由RTT曲线,应变速率相同时,随着变形温度的升高,动态再结晶的开始时间缩短。实验钢的动态再结晶激活能为424.820 kJ/mol。而从静态软化率-道次间隔时间曲线知,道次间隔时间为10s时,静态再结晶已进行的比较完全。(4)随着卷取温度的增加,抗拉强度逐渐增加,屈服强度和延伸率均为先增加后减少,强塑积在570℃卷取时达到最大,此时抗拉强度1085MPa,屈服强度648MPa,延伸率19.1%,强塑积可达到20694MPa·%。(5)随着退火温度的增加,抗拉强度、屈服强度逐渐增加,延伸率先减少后平稳上升,最后再减少。在850℃退火时性能最好,此时抗拉强度为1151MPa,屈服强度为594MPa,延伸率为15.3%,强塑积达到17557MPa·%。此时残奥含量也达到最大值9.58%,对应碳含量为1.16%。且在该温度下拉伸前后残奥变化量最大,可达7.26%。(6)随着配分时间的增加,抗拉强度逐渐减少,屈服强度先减少后增加,延伸率逐渐增加,到3600s时略有下降。在600s时力学性能最好,此时抗拉强度1004MPa,屈服强度591MPa,延伸率19.56%,强塑积可达到19638MPa·%,此时残余奥氏体含量最大,为6.5%,对应碳含量为1.03%。