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低碳微合金钢的Q--P--T工艺研究
| 论文题名： | 低碳微合金钢的Q--P--T工艺研究 |
| 关键词： | 汽车板;低碳微合金钢;Q-P-T工艺;淬火温度;力学性能 |
| 摘要： | 近年来，汽车行业在世界范围内迅猛发展，而世界范围内仍面临着能源、环境、安全三大问题，这就要求汽车钢向着轻量化、高强度、高塑性化的方向发展。为适应这一要求，一系列的具有优良的强塑性结合的汽车板应运而生，如DP钢、TRIP钢等。2003年，Speer教授等提出了Q&P的新型热处理工艺，并建立了碳在配分过程中的热力学模型，即“限制条件准平衡”(Constrained CarbonParaequilibrium)模型。通过淬火和配分过程，最终得到马氏体和残余奥氏体的混合组织。在变形过程中，马氏体提供强度，残余奥氏体发生TRIP效应提供塑性，最终钢具有良好的强塑性结合。 鉴于CCE模型中没有考虑到碳化物的析出和界面迁移，为此，徐祖耀院士在Q&P工艺的基础上，提出Q-P-T工艺，在钢中加入微合金碳化物的形成元素，以期形成沉淀析出强化作用，进一步提高钢的强度。经过初步验证，Q-P-T工艺得到的性能较Q&P工艺更为优越。 本文在国家自然科学基金项目的支持下，对Q-P-T钢进行实验。以0.19C-0.19Al-0.053Nb-0.94Ni-0.89Cr成分的钢研究对象，通过Q-P-T工艺的处理，得到强度为1500MPa级别以上，延伸率10％以上的钢种。本文研究了淬火温度、配分温度、配分时间对Q-P-T钢的力学性能的影响规律。结果表明，随淬火温度的升高，材料的强度有所增大，这是因为淬火温度的升高会导致获得的残余奥氏体的稳定性变差，二次水冷时会向马氏体转变。在较低的配分温度下，随配分温度的升高，强度有所降低，但继续增大配分温度，强度会增大，这是因为在较低配分温度下，随配分温度的升高，残余奥氏体越稳定，在较高温度下配分时，残余奥氏体向贝氏体转变使得强度增大。随配分时间的延长，碳向残余奥氏体中的扩散变得充分，接着残余奥氏体会向贝氏体转变，随着配分时间的继续延长，碳化物析出消耗碳，马氏体软化，残余奥氏体中的贫碳区域会向贝氏体铁素体转变，整体呈现出强度先降低后增大，随后又降低的趋势，延伸率呈现出相反的变化趋势。 本文设计了将Q-P-T工艺中配分后的二次水冷改变为二次空冷的新型热处理工艺，研究了各种工艺因素对二次空冷条件下的Q-P-T钢的力学性能的影响。发现在二次空冷条件下钢的强度有所降低，大概在1400MPa左右，钢的延伸率有所提高，大概在15％以上。在配分后进行空冷过程中，残余奥氏体不会发生马氏体相变，工艺因素对其力学性能的影响规律也和最初的Q-P-T工艺（配分后水淬）有所不同。 将配分后空冷和水冷获得的钢的组织性能进行对比，发现空冷后得到的钢的马氏体板条束比较杂乱，铁素体区域较多;其强度也较低，延伸率有所提高，并且能够获得较高的强塑积，综合性能得到改善。 |
| 作者： | 丁婷婷 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 曹富荣;丁桦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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