【摘 要】
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相变塑性钢是一种典型的先进高强钢,研究发现合金元素Si在高强度钢中起着非常重要的作用,然而当Si含量>1%时,热处理时产生Mn2SiO4等氧化物,这些氧化物会降低钢板的表面质量,使工件涂覆性能变差,本文就是在此基础上,根据“以Al代Si”的成分设计思路,采用Al元素部分代替Si元素,开发一种新成分低碳Fe-Mn-Al-Si系的先进相变塑性高强钢,为了满足不同的工业需求,做到一钢多用,在合金成分不变
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相变塑性钢是一种典型的先进高强钢,研究发现合金元素Si在高强度钢中起着非常重要的作用,然而当Si含量>1%时,热处理时产生Mn2SiO4等氧化物,这些氧化物会降低钢板的表面质量,使工件涂覆性能变差,本文就是在此基础上,根据“以Al代Si”的成分设计思路,采用Al元素部分代替Si元素,开发一种新成分低碳Fe-Mn-Al-Si系的先进相变塑性高强钢,为了满足不同的工业需求,做到一钢多用,在合金成分不变的前提下,通过不同的工艺设计,对组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体的TRIP钢和组织为贝氏体铁素体+残余奥氏体的TRIP-aided BF钢进行研究,系统的研究工艺参数对两种相变塑性钢组织性能的影响。主要内容如下:（1）根据“以Al代Si”的成分设计思路,采用Al元素部分代替Si元素,开发一种新成分低碳Fe-Mn-Al-Si系的先进相变塑性高强钢,成分为0.15C-0.83Mn-0.99Si-0.5Al-0.08P-0.23Cr-0.18Mo,对实验钢的连续冷却相变行为进行研究,绘制出CCT曲线。（2）采用热模拟实验方法,研究了实验钢获得TRIP钢组织特征的工艺参数及组织性能的变化规律。通过热模拟实验,在450℃保温120s左右时,贝氏体板条规整,富碳界面清晰明锐,且无断裂,这时贝氏体相变完成C元素配分充分,残余奥氏体体积分数和碳含量达到最大值,分别为11.4%和1.13wt.%。基于热模拟实验对TRIP钢进行在线热轧,在450℃保温10min工艺下,抗拉强度为809MPa,延伸率约为29.5%,此时强度和塑性匹配良好,强塑积达到了 23865MPa%。（3）采用热模拟实验方法,研究了实验钢获得BF钢组织特征的工艺参数及组织性能的变化规律。基于热模拟工艺参数,对BF钢进行热轧在线热处理,淬火温度450℃保温10min时,抗拉强度达到1024MPa,延伸率为17.2%,淬火温度升高为500℃时,抗拉强度降低,延伸率提高,保温10min时,强度为875MPa,延伸率达到22.8%,强塑积达到最大值19950MPa%。（4）对冷轧后的实验钢进行热处理,研究了冷轧后的热处理工艺对组织性能的影响。冷轧后的TRIP工艺,两相区内退火,随退火温度的升高,抗拉强度强度逐渐降低,延伸率和和强塑积先升高再降低,残余奥氏体含量也先升高再降低,900℃退火时残余奥氏体的体积分数达到最大值12.3%,抗拉强度为745MPa,延伸率和强塑积也达到最好,为30.9%和23065MPa%;冷轧热处理的BF工艺,450℃退火时,抗拉强度为785MPa,延伸率和强塑积分别可达24.5%和19233MPa%,保温时间在120s～300s时,贝氏体板条规整,富碳界面明锐,碳元素充分配分。
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