新型QP工藝與傳統(tǒng)QT工藝對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度鋼組織性能的影響畢業(yè)論文定稿

1、 .PAGE- 31 - / NUMPAGES38CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）新型Q&P工藝與傳統(tǒng)Q&T工藝對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度鋼組織性能的影響New Q & P technology and traditional Q & T technology for advanced high-strength steels organization performance.學(xué)生XX所在院系所學(xué)專業(yè)所在班級(jí)指導(dǎo)教師教師職稱完成時(shí)間： 彭偉 ： 機(jī)電工程學(xué)院 ： 材料成型與控制工程 ： 材料0941班 ： 賈坤寧 ： 副教授 ： 2013年5月30日 長(zhǎng) 春

2、 工 程 學(xué) 院摘 要 本文研究了TRIP800鋼經(jīng)Q&P（Quenching and partitioning）工藝與Q&T(Quenching and Tempering)工藝處理，以一樣的配分溫度400，在不同的配分時(shí)間（30s、60s、120s、300s）對(duì)抗拉強(qiáng)度、斷面伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度、晶相組織的影響，得到以下結(jié)論：（1） TRIP800鋼Q&P工藝最佳工藝參數(shù)為：在270的鹽浴溫度中保持1min，400的配分溫度，較長(zhǎng)的配分時(shí)間（30s300s）有利于碳的擴(kuò)散，保證了碳原子由馬氏體向殘余奧氏體的富集的能力，使得TRIP800鋼取得良好的塑性；（2）Q&P工藝處理的TRIP800鋼板

3、組織是馬氏體加殘留奧氏體，隨著配分時(shí)間的增加，鋼板中的殘余奧氏體的含量逐漸增加，其塑性隨之增加；（3）在一樣的配分時(shí)間下，以400的配分溫度進(jìn)行Q-P工藝處理的TRIP800鋼比Q-T工藝處理的TRIP800鋼具有更高的斷面伸長(zhǎng)率，即具有更好的塑性；（4）隨碳分配時(shí)間的增加，屈強(qiáng)比呈下降趨勢(shì)，相對(duì)于Q-T工藝，Q&P工藝處理的TRIP800鋼具有更低的屈強(qiáng)比，即Q&P工藝處理的TRIP800鋼具有更優(yōu)秀的塑性。關(guān)鍵詞TRIP鋼 Q&P工藝 Q&T工藝 熱處理 配分時(shí)間AbstractThis paper studies the TRIP800 steel after Q & P (Quench

4、ing and partitioning) process and Q & T (Quenching and Tempering) process, with the same distribution of temperature 400 ，in a different partition time (30s,60s,120s,300s) impacts the tensile strength, the cross section elongation yield strength, crystalline phaseorganizational. The followingsare th

5、e conclusions:(1) TRIP800 steel in salt bath temperature of 270 maintains 1min.With 400 distribution of temperature, and the longer time(30s 300s), the partition favors the diffusion of carbon from the carbon atoms to ensure the retained austenite to marten site enrichment of the bodys ability to ob

6、tain such good ductility TRIP800 steel;(2) Q & P Process treated steel sheet is TRIP800 residual austenite marten site, as with the increase of time, the residual austenite steel increased gradually, its plasticity increases;(3) At the same time the partition in the partition 400 temperature treatme

7、nt process of TRIP800 QP QT process has a higher elongation, which has a better plasticity than steel processing section TRIP800 steel;(4) With carbon allocation time increases, the yield ratio decreased. Relative to the QT process, Q & P Process of TRIP800 steel has a lower yield ratio, namely Q &

8、P Process of TRIP800 steel has better ductility.Keywords:TRIP steel，Q&P Process，Q&T Technology，Heat treatment，Partition time。目 錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc3580363731 緒論 PAGEREF _Toc358036373 h 1 HYPERLINK l _Toc3580363741.1 本課題的來源與研究意義 PAGEREF _Toc358036374 h 1 HYPERLINK l _Toc3580363751.1.1 本課題

9、的來源 PAGEREF _Toc358036375 h 1 HYPERLINK l _Toc3580363761.2 Q&P工藝的背景與發(fā)展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc358036376 h 2HYPERLINK l _Toc3580363771.2.1 Q&P工藝的背景與研究意義 PAGEREF _Toc358036377 h 2HYPERLINK l _Toc3580363781.2.2 新型Q&P工藝的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc358036378 h 2HYPERLINK l _Toc3580363791.2.3 Q&P工藝特點(diǎn) PAGEREF _Toc358036379

10、h 4HYPERLINK l _Toc3580363801.2.4 Q&P工藝的應(yīng)用 PAGEREF _Toc358036380 h 5HYPERLINK l _Toc3580363811.3 TRIP鋼的特點(diǎn)與研究狀況 PAGEREF _Toc358036381 h 6HYPERLINK l _Toc3580363821.3.1 TRIP鋼的研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc358036382 h 6HYPERLINK l _Toc3580363831.3.2 TRIP鋼的特點(diǎn) PAGEREF _Toc358036383 h 6HYPERLINK l _Toc3580363841.3.3 T

11、RIP鋼的組織性能與TRIP效應(yīng)原理 PAGEREF _Toc358036384 h 7 HYPERLINK l _Toc3580363861.4 傳統(tǒng)Q&T工藝8HYPERLINK l _Toc3580363871.4.1 淬火8HYPERLINK l _Toc3580363881.4.2 回火11HYPERLINK l _Toc3580363891.5 研究目的 PAGEREF _Toc358036389 h 14HYPERLINK l _Toc3580363901.6 研究容 PAGEREF _Toc358036390 h 15HYPERLINK l _Toc3580363912 實(shí)驗(yàn)材

12、料、方法與設(shè)備 PAGEREF _Toc358036391 h 15HYPERLINK l _Toc3580363922.1 實(shí)驗(yàn)材料 PAGEREF _Toc358036392 h 15HYPERLINK l _Toc3580363932.1.1 TRIP鋼的化學(xué)成分 PAGEREF _Toc358036393 h 15HYPERLINK l _Toc3580363942.1.2 TRIP800鋼的母材組織 PAGEREF _Toc358036394 h 16HYPERLINK l _Toc3580363952.2 實(shí)驗(yàn)方法 PAGEREF _Toc358036395 h 16HYPERLI

13、NK l _Toc3580363962.2.1 Q&P熱處理工藝 PAGEREF _Toc358036396 h 16HYPERLINK l _Toc3580363972.2.2 Q&T熱處理工藝17HYPERLINK l _Toc3580363982.2.3 TRIP800鋼母材力拉伸試驗(yàn)18HYPERLINK l _Toc3580363992.2.4 顯微組織分析19HYPERLINK l _Toc3580364003 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析20HYPERLINK l _Toc3580364013.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀分析20HYPERLINK l _Toc3580364023.1.1配分時(shí)間對(duì)抗拉強(qiáng)

14、度的影響 PAGEREF _Toc358036402 h 22HYPERLINK l _Toc3580364033.1.2配分時(shí)間對(duì)斷面伸長(zhǎng)率的影響 PAGEREF _Toc358036403 h 23HYPERLINK l _Toc3580364043.1.3配分時(shí)間對(duì)屈服強(qiáng)度的影響24HYPERLINK l _Toc3580364053.1.4配分時(shí)間對(duì)屈強(qiáng)比的影響25HYPERLINK l _Toc3580364063.2微觀組織的觀察與分析26HYPERLINK l _Toc3580364073.2.1 Q&P熱處理參數(shù)對(duì)組織的影響26 HYPERLINK l _3.2.2 Q&T熱處

15、理參數(shù)對(duì)組織的影響 3.2.2 Q&T熱處理參數(shù)對(duì)組織的影響28HYPERLINK l _Toc3580364094 結(jié)論29HYPERLINK l _Toc358036410致30HYPERLINK l _Toc358036411參考文獻(xiàn)31HYPERLINK l _Toc3580364121 緒 論1.1 本課題的來源與研究意義1.1.1 本課題的來源現(xiàn)如今汽車工業(yè)高速發(fā)展與人類自身環(huán)保意識(shí)的不斷提高，對(duì)燃油效率和增強(qiáng)汽車安全性的能要求日益增強(qiáng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全世界擁有6.25億輛汽車，預(yù)計(jì)在30年，這一數(shù)字將會(huì)上升到10億輛1。為提高汽車安全性能，使得高強(qiáng)度汽車板的研究成為鋼鐵材料研究的熱

16、點(diǎn)。低碳環(huán)保型汽車的重要標(biāo)志是排放少、油耗低和利用率高等。在降低油耗、減少排放的同時(shí)，汽車重量的減少已越來越得到汽車行業(yè)的重視，資料表明，車重減輕10，可節(jié)省燃油3-7 ，圖1-1給出了車重和油耗之間的關(guān)系2。圖1-1 車重和油耗之間的關(guān)系由圖1-1可以看出在保證汽車安全性和舒適性的前提下盡量讓車身輕量化是減少油耗的途徑之一。如今，鎂、鋁合金以與碳素纖維等輕量化材料越來越多的用于車身，這些材料本身具有一些目前無法克服的缺點(diǎn)，如焊接性能較差、沖壓成形性能不好、原材料成本和技術(shù)成本較高等因素，由于這些缺點(diǎn)的存在使目前乃至今后較時(shí)間鋁、鎂合金等材料不能完全替代鋼板在汽車中的應(yīng)用。為加強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，滿足環(huán)

17、保要求、提高汽車的功能，降低汽車制造成本，價(jià)格降低，就必然會(huì)導(dǎo)致先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用和開發(fā)3-5。在對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的不斷開發(fā)中，我們探索出了一種新型的熱處理工藝Q&P工藝。與淬火回火的傳統(tǒng)工藝不同Q&P新型工藝為穩(wěn)定的殘余奧氏體，應(yīng)用鋼中的Si、Al(甚至P）元素，以阻礙滲碳體的析出，將碳自馬氏體分配到奧氏體中，奧氏體因富碳，在再次冷卻時(shí)不易轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，為高強(qiáng)度鋼兼具韌性提供了新的有效工藝。1.2 Q&P工藝的背景與發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 Q&P工藝的背景與研究意義Q&P工藝過程從形成奧氏體化到馬氏體化開始溫度以下時(shí)，通過熱處理來使奧氏體富碳，穩(wěn)定至室溫后不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，目前正在研究含硅鋼，隨著

18、對(duì)含硅球墨鑄鐵這些材料的實(shí)驗(yàn)研究也表明可能獲得獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)性能組織。大量富含碳的鋼中的殘余奧氏體通常是在低溫下轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致含有“無碳化物貝氏體”，包括貝氏體、鐵素體與殘余奧氏體的微觀結(jié)構(gòu)。如Si或Al等合金添加劑是抑制滲碳體析出，通常伴隨著貝氏體的形成。最近，另一種處理方法，“淬火和分配”（或Q&P），已開發(fā)出含奧氏體鋼，這是對(duì)馬氏體與碳分配之間的一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。Q&P工藝因獲得馬氏體和殘余奧氏體混合組織而使鋼具有較高的強(qiáng)韌性。事實(shí)上，傳統(tǒng)的淬火-回火鋼，并沒有充分利用好馬氏體組織和奧氏體組織的優(yōu)良性能，這是因?yàn)榇慊甬a(chǎn)生的馬氏體和殘余奧氏體在回火過程中都會(huì)發(fā)生分解，結(jié)果因析出滲碳體而轉(zhuǎn)變成一般的

19、珠光體組織。新的Q&P工藝使淬火鋼中保持馬氏體基體以提高強(qiáng)度，同時(shí)保留適量的殘余奧氏體以保證足夠的塑性和韌性。已有的HYPERLINK :/info.china.alibaba /subject/7193911.html工作表明，這種熱處理新工藝為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼，如雙相(DP)鋼、應(yīng)變誘發(fā)塑性(TRIP)鋼等，向更加優(yōu)良的強(qiáng)韌性結(jié)合方向的發(fā)展開辟了一個(gè)新的途徑。1.2.2 新型Q&P工藝的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.2.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀鋼的淬火-分配(Q&P)熱HYPERLINK :/info.china.alibaba /subject/7202731.html處理工藝是2003年由Speer6 提

20、出的一種鋼的熱處理新工藝。針對(duì)碳的分配，熱力學(xué)原理的研究，已經(jīng)相當(dāng)深入。碳之間分配馬氏體和殘余奧氏體的淬火鋼常被忽略，因?yàn)闇囟韧ǔＬ痛罅看慊鸷蟮奶及l(fā)生擴(kuò)散，并且因?yàn)椴煌脑?，消除的馬氏體中的碳過飽和。在回火過程中碳化物析出。因此，盡管保留富含碳的奧氏體已確定存在一些馬氏體鋼，碳分區(qū)之間的熱力對(duì)馬氏體和殘余奧氏體已經(jīng)幾乎沒有影響。最近，已研究出的方法，來解決二氧化碳為淬火馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，分區(qū)條件下的反應(yīng)，如貝氏體，滲碳體或過渡碳化物析出。該模型預(yù)測(cè)的“端點(diǎn)”的分區(qū)是當(dāng)馬氏體（即鐵素體）與奧氏體保持亞穩(wěn)平衡。在奧氏體和鐵素體之間的亞穩(wěn)平衡并不是一個(gè)新的觀點(diǎn)，置換元素在分區(qū)的條件下可以是完整

21、的或不存在的，分別在亞臨界溫度均衡和準(zhǔn)平衡概念被很好地理解。然而，我們必須承認(rèn)，平衡或準(zhǔn)平衡下發(fā)生的轉(zhuǎn)換必然涉與到界面的遷移，因此需要的鐵和置換原子的短距離運(yùn)動(dòng)，即使在遠(yuǎn)程替代的擴(kuò)散中被排除在準(zhǔn)平衡的情況下，馬氏體或奧氏體界面的位置也會(huì)被有效地限制，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為碳分區(qū)之間馬氏體和殘余奧氏體在相對(duì)低的溫度下，那么即使短程擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的鐵和置換被排除，而這不可能是Fe-C系統(tǒng)（或準(zhǔn)平衡多元合金系統(tǒng)中）中的鐵素體或奧氏體的混合物，以達(dá)到平衡。亞穩(wěn)/平衡在一個(gè)靜止的或受約束的接口的情況下，因此，被稱為“約束亞平衡”或CPE。準(zhǔn)平衡和CPE的生成從根本上相比，碳和其他鐵在固定性的置換。因此，這兩個(gè)條件是密切

22、相關(guān)的，盡管這兩個(gè)觀點(diǎn)不被認(rèn)同，但仍然是討論的主要容。碳化物的形成是一個(gè)基本要素約束準(zhǔn)平衡模型，因?yàn)殍F素體和奧氏體的亞穩(wěn)態(tài)的存在之間的平衡被排除這樣可以實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的鐵素體加碳化鐵的均衡。因?yàn)檫@些碳原子不再提供豐富的奧氏體，這些碳化物形成有效的“消耗”碳，。因此，有必要了解和控制碳化物析出過程期間可能發(fā)生的Q&P工藝與任何分區(qū)的處理。滲碳體的形成，可以消除或抑制通過添加硅7-8，并且，鋁和磷都可產(chǎn)生類似效果 9。因此，這些元素在Q&P過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。它也被發(fā)表到馬氏體回火文獻(xiàn)，硅抑制滲碳體的形成，或從早期階段的回火（或碳化物本），在階段的回火（在-Fe3C中提出）的過渡延遲10-12 。在

23、馬氏體組織，通常不認(rèn)為精細(xì)的過渡碳化物是有害的，而滲碳體值得關(guān)注的。因此，更大的重點(diǎn)一直是了解滲碳體的形成，而不是碳化物析出就被渡碳化物所取代。然而，對(duì)于Q&P要處理任何減少奧氏體中碳的富集潛力的過渡碳化物的析出，并且有必要開發(fā)一種更好的抑制過渡碳化物形成的理論，包括組合物的處理效果。組織殘余奧氏體與馬氏體回火過程中的過渡碳化物析出沒有被記錄在案。由于殘余奧氏體中的碳的化學(xué)勢(shì)比淬火狀態(tài)的馬氏體中的高得多，從而得出這樣的結(jié)論：碳化物成核，將更有可能與鐵素體，奧氏體相比。 /界面也形成碳化物。在Q&P過程中，碳過飽和的馬氏體到分區(qū)之前過渡碳化物形成一個(gè)更大程度上將是可能的貝氏體的生長(zhǎng)，在一樣的溫度

24、時(shí)，如果貝氏體鐵素體生長(zhǎng)與一個(gè)碳含量很低的奧氏體比。（在這方面，應(yīng)注意的是，在生長(zhǎng)過程中的貝氏體、鐵素體的碳過飽和度仍然是一個(gè)爭(zhēng)論的主題）。在任何情況下，碳化物的形成與抑制的程度將是一個(gè)影響的微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素，有必要使用Q&P工藝，并進(jìn)一步研究，以更清楚的了解合金鋼上的碳化物析出和動(dòng)力學(xué)對(duì)鋼的影響。1.2.2.2 國(guó)研究現(xiàn)狀為節(jié)約能源和原材料與環(huán)境保護(hù)，急須提高鋼件強(qiáng)度、減輕鋼制品重量，降低鋼鐵產(chǎn)量13 ，針對(duì)Q&P工藝對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度剛的影響的進(jìn)一步研究，徐祖耀提出淬火-碳分配-回火(沉淀) (Q&P&T)工藝，改造Q&P工藝，即在高強(qiáng)度鋼中加入碳化物形成元素Mo或Nb，使碳化物從馬氏體基體上

25、析出，得到鋼的抗拉強(qiáng)度2100MPa，總斷后伸長(zhǎng)率11%。和迄今發(fā)展的各類含碳小于0. 5%鋼的綜合力學(xué)性能相比，Q&P&T鋼可能成為優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼。高強(qiáng)度來自于合金元素固溶強(qiáng)化和馬氏體的貢獻(xiàn)，而高塑性是馬氏體中的碳含量與殘余奧氏體的含量與其分布決定的。因此Q&P鋼具有較高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，高的應(yīng)變硬化率與相對(duì)較高的高伸展率等特點(diǎn)。TRIP鋼經(jīng)Q&P處理后，不僅具有一定的塑性，其強(qiáng)度較一般處理的鋼有顯著的提高。1.2.3 Q&P工藝特點(diǎn)Q&P熱處理工藝的基本特點(diǎn)如下：將鋼在單相奧氏體區(qū)或兩相區(qū)(奧氏體+鐵素體)保溫后先淬火至Ms-Mf間一定的溫度，形成一定數(shù)量的馬氏體和殘余奧氏體，然后在M

26、s-Mf之間或Ms以上一定的溫度停留，使碳由體心立方的馬氏體向面心立方的奧氏體分配，形成富碳?xì)堄鄪W氏體。該工藝得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素在于鋼中含非HYPERLINK :/info.china.alibaba /subject/5198841.html碳化物形成元素，如Si，Al等，以阻礙Fe3C的析出，馬氏體只能通過碳原子向周圍奧氏體中的擴(kuò)散即“分配”來降低自身碳含量，使碳得以充分地從馬氏體分配到奧氏體，而馬氏體周圍的奧氏體則由于碳的富集而使得Ms點(diǎn)降低，從而使奧氏體在隨后冷卻至室溫的過程中不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。Q&P工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是可以通過控制殘余奧氏體的含量而獲得所需的強(qiáng)塑性綜合性能。Q&P熱處理工

27、藝穩(wěn)定殘余奧氏體的時(shí)也會(huì)減弱碳原子對(duì)馬氏體基體的固溶強(qiáng)化作用，但是板條馬氏體碳含量的降低有利于提高它的塑性和韌性，因?yàn)榛w固溶的間隙碳原子使晶格的結(jié)合力降低，同時(shí)裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展阻力減少，基體中析出的碳化物會(huì)變成裂紋萌生的核心。除了碳原子的固溶強(qiáng)化以外，馬氏體板條中還存在著高密度的位錯(cuò)這也是Q&P鋼強(qiáng)化的重要原因。位錯(cuò)強(qiáng)化了馬氏體基體外，同時(shí)也減弱了Q&P鋼的加工硬化。此外，Q&P熱處理過程中析出的-碳化物同樣也能有效強(qiáng)化馬氏體基體，但是一方面過渡碳化物析出減少了可用于穩(wěn)定殘余奧氏體的碳，另外一方面-碳化物作為一種不穩(wěn)定過渡型碳化物，在250以上時(shí)會(huì)分解，令Q&P工藝條件受限。最后，Q&P鋼的原

28、始奧氏體晶粒較大(約201am)，經(jīng)淬火形成的馬氏體領(lǐng)域和馬氏體板條束也較粗大，Grange14和Morito15等人的研究結(jié)果表明：馬氏體的屈服強(qiáng)度和原始奧氏體晶粒大小、馬氏體領(lǐng)域直徑的-1/2次方成線性Hall-Petch關(guān)系。要進(jìn)一步提高Q&P鋼的強(qiáng)度，可采用的有效手段為減小原始的奧氏體晶粒尺寸，以此來減小馬氏體領(lǐng)域與馬氏體板條束的大小。1.2.4 Q&P工藝的應(yīng)用Q&P熱處理的工藝原理和特點(diǎn)決定了適用于Q&P處理的鋼種，Q&P工藝處理的鋼中含有阻止碳化物形成的物質(zhì)。形成碳化物將會(huì)減少碳含量，使能夠富集到殘余奧氏體中的碳含量減少，這將減少殘余奧氏體的形成，從理論上說，鋼種含有Si和Al元

29、素的都能進(jìn)行Q&P處理。TRIP鋼種就含有較多的Al和Si，因此，TRIP鋼最先被應(yīng)用于Q&P工藝的研究，而且應(yīng)用最廣泛。這類鋼的成分特點(diǎn)為低C、高Al和/或高Si，典型的鋼種如0.19C、1.96Al、1.46Mn、0.19C、1.16Mn、0.35Si、1.10Al、0.09P、0.17C、1.41Si、1.48Mn、0.25Al等。經(jīng)Q&P處理后，TRIP鋼可以獲得比HYPERLINK :/info.china.alibaba /subject/5078481.html傳統(tǒng)TRIP處理后更為優(yōu)異的強(qiáng)度與韌性結(jié)合。另外，初步工作表明，中碳鋼含有較高Si等元素的鋼也可進(jìn)行Q&P處理，以提高其

30、綜合強(qiáng)韌性。Q&P熱處理所獲得的馬氏體+殘余奧氏體組織決定了其高強(qiáng)度高韌性的特點(diǎn)。低碳TRIP鋼經(jīng)Q&P處理后可獲得強(qiáng)度達(dá)8001500MPa，總伸長(zhǎng)率15%40%的強(qiáng)韌性。這種優(yōu)異的強(qiáng)韌性組合，再加上其低碳成分保證了可焊性，使得Q&P鋼在汽車用鋼中顯示出良好的應(yīng)用前景，將適應(yīng)汽車等HYPERLINK :/info.china.alibaba /subject/5489521.html行業(yè)輕量化和提高安全性的發(fā)展趨勢(shì)。1.3 TRIP鋼的特點(diǎn)與研究狀況1.3.1 TRIP鋼的研究現(xiàn)狀汽車的輕量化已為定局16-17。在上世紀(jì)八十年代，轎車的整車質(zhì)量中（表1-1），鋼鐵占80，鋁占3，樹脂為4。研

31、究表明18：在其他條件不變的情況下，汽車質(zhì)量每減輕10% ，則油耗可下降8%10% ；而為了提高汽車安全性，又要增加主動(dòng)與被動(dòng)安全措施，這將增加汽車的質(zhì)量，解決這一矛盾的有效手段就是采用高強(qiáng)度鋼和先進(jìn)高強(qiáng)度鋼。從前的高強(qiáng)度鋼板，拉延強(qiáng)度雖高于低碳鋼板，延伸率只有后者的50，只適用于形狀簡(jiǎn)單、延伸深度不大的零件。現(xiàn)在的高強(qiáng)度鋼板是在低碳鋼加入適當(dāng)?shù)奈⒘吭?，?jīng)各種處理軋制而成，其抗拉強(qiáng)度高達(dá)420N/mm，是普通低碳鋼板的23倍，深拉延性能極好，可軋制成很薄的鋼板，是車身輕量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中國(guó)奇瑞汽車公司與寶鋼合作，2001年在試制樣車上使用的高強(qiáng)度鋼用量

32、為262kg，占車身鋼板用量的46%，對(duì)減重和改進(jìn)車身性能起到了良好的作用。轎車材料構(gòu)成的變化表1.1：表1.1 轎車材料構(gòu)成的變化材料/構(gòu)成1980年（kg/車）1985年（kg/車）1990年（kg/車）2000年（kg/車）鋼鑄鐵鋁塑料玻璃86222754914172616368109325901139113623630136.0795149341.3.2 TRIP鋼的特點(diǎn)TRIP鋼，即相變誘導(dǎo)塑性鋼（Transformation Induced Plasticity Steel），TRIP鋼板最先是由V.F.Zackay19發(fā)現(xiàn)并命名的，是通過相變誘導(dǎo)塑性效應(yīng)而使鋼板中殘余奧氏體在塑性

33、變形作用下誘發(fā)馬氏體形核，引入相變強(qiáng)化和塑性增長(zhǎng)機(jī)制，提高鋼板的強(qiáng)度和韌性。早期的TRIP鋼成本高，使用受到限制。后來Hayami在雙相鋼中發(fā)現(xiàn)其含有殘余奧氏體并具有TRIP效應(yīng)，因此人們開始考慮以硅、錳等廉價(jià)的合金元素代替鎳、鉻等貴重元素來研制TRIP鋼板20。TRIP鋼具有多相組織，既有軟相鐵素體，硬相貝氏體，還有亞穩(wěn)定的殘余奧氏體，在冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。TRIP鋼的晶相組織使其具有良好的力學(xué)性能，所以TRIP鋼不僅擁有高強(qiáng)度還具有良好的塑性。TRIP鋼與其他同級(jí)別的高強(qiáng)度鋼相比，最大特點(diǎn)是兼具高強(qiáng)度和高延伸性能，可沖制較復(fù)雜的零件；還具有高碰撞吸收性能，一旦遭遇碰撞，會(huì)通過自身形變來

34、吸收能量，而不向外傳遞。1.3.3 TRIP鋼的組織性能具有代表性的TRIP鋼顯微組織結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，殘余奧氏體的含量約為6%10%，鐵素體邊界分布著貝氏體和殘余奧氏體。文獻(xiàn)指出 21-22：基體為鐵素體，呈等軸晶狀分布；貝氏體呈粒狀或條狀分布于晶界處；殘余奧氏體的分布位置如下：(1)在鐵素體的晶間或晶粒以島狀的結(jié)構(gòu)分布；(2)在貝氏體與鐵素體之間的晶界處以島狀的形態(tài)分布； (3)在貝氏體中以針狀分布。以島狀分布的殘余奧氏體形態(tài)較大，其他形態(tài)分布的殘余奧氏體形狀很小。圖1-2 TRIP鋼顯微組織貝氏體作為TRIP鋼中的硬質(zhì)相。能提高TRIP鋼的強(qiáng)度。TRIP鋼板在貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)做等溫處理時(shí)，

35、奧氏體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w，奧氏體對(duì)碳的溶解度大于貝氏體對(duì)碳的溶解度，隨著奧氏體的不斷轉(zhuǎn)變，大量的碳溶解到相鄰的奧氏體中，使其形成富碳奧氏體。隨著貝氏體區(qū)的長(zhǎng)大，相鄰?qiáng)W氏體的碳濃度不斷升高，直到奧氏體的臨界轉(zhuǎn)變溫度T0接近于等溫溫度，相變逐漸停止23。鐵素體是TRIP鋼中的基體組織，硬度低，塑性較好，其含量由兩相區(qū)等溫轉(zhuǎn)變過程控制。1.4 傳統(tǒng)Q&T工藝傳統(tǒng)的熱處理工藝主要是針對(duì)淬火和回火進(jìn)行研究。鋼的綜合力學(xué)性能體現(xiàn)在強(qiáng)度和韌性上，回火溫度決定了強(qiáng)度和韌性的高低，鋼材的強(qiáng)度和韌性是相對(duì)的，往往提高了鋼的強(qiáng)度其韌性便會(huì)下降。近幾十年中，為了開發(fā)出性能更優(yōu)秀的高強(qiáng)度鋼，不斷試驗(yàn)新型的材料與方法，采用

36、碳量很低(或較低)、含合金元素較高的產(chǎn)品，在鋼中合金含量過高會(huì)導(dǎo)致其加工要求復(fù)雜、冶煉難度增大，使成本提高，不能夠大量生產(chǎn)和廣泛使用。在半世紀(jì)以前已認(rèn)識(shí)到淬火鋼中的殘余奧氏體能改善鋼的塑性和韌性，如條狀馬氏體被幾納米厚的殘余奧氏體所包圍，增加了韌性;利用奧氏體的熱穩(wěn)定化現(xiàn)象，提出工具鋼無變形淬火和高速鋼工件無變形回火熱處理工藝。1.4.1 淬火1.4.1.1 淬火目的淬火的目的是強(qiáng)化鋼件充分發(fā)揮鋼材性能的潛力，在淬火過程中使過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體，在得到馬氏體組織或貝氏體組織后，用不同的回火溫度進(jìn)行回火，從而提高鋼的強(qiáng)度、韌性、耐磨性等性能，使鋼材能夠滿足各種應(yīng)用的要求。還可用淬火來改

37、善某些特殊鋼的物理或者化學(xué)性能，如增強(qiáng)磁鋼的鐵磁性，提高不銹鋼的耐蝕性等。1.4.1.2 淬火工藝將鋼材加熱到一定溫度并保溫一段時(shí)間使其失效，然后放入淬冷介質(zhì)中使其迅速冷卻至同等溫度。淬冷介質(zhì)主要有水、鹽和礦物油等。淬火可以提高金屬工件的硬度與耐磨性，因而廣泛用于各種工、模、量具與要求表面耐磨的零件（如齒輪、軋輥、滲碳零件等）24。經(jīng)過Q-T工藝處理，能夠有效的提高鋼材的力學(xué)性能，例如抗拉強(qiáng)度的提高，韌性和塑性的提高，也能夠使鋼材的耐磨性得到有效的改善。還可用淬火來改善某些特殊鋼的物理或者化學(xué)性能，如增強(qiáng)磁鋼的鐵磁性，提高不銹鋼的耐蝕性等。淬火工藝主要是對(duì)鋼材的淬火。鋼材在加熱到一定溫度以上時(shí)

38、其部組織將發(fā)生變化，組織大部分轉(zhuǎn)化為奧氏體，這溫度為失效溫度。然后馬上將鋼材放入油或者水中淬火，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體從而使鋼材的硬度提高。在淬火過程中鋼材部會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，應(yīng)力會(huì)使鋼材發(fā)生變形，應(yīng)力大到一定程度會(huì)使鋼材開裂甚至斷裂。根據(jù)冷卻方法，淬火工藝分為單液淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體分級(jí)淬火和貝氏體等溫淬火四類。在焊接中碳鋼和某些合金鋼時(shí)，熱影響區(qū)中可能發(fā)生淬火現(xiàn)象而變硬，易形成冷裂紋，這是在焊接過程中要設(shè)法防止的。由于淬火后金屬硬而脆，產(chǎn)生的表面殘余應(yīng)力會(huì)造成冷裂紋，回火可作為在不影響硬度的基礎(chǔ)上，消除冷裂紋的手段之一。淬火對(duì)厚度、直徑較小的零件使用比較合適，對(duì)于過大的零件，淬火深度不夠

39、，滲碳也存在同樣問題，此時(shí)應(yīng)考慮在鋼材中加入鉻等合金來增加強(qiáng)度。淬火是鋼鐵材料強(qiáng)化的基本手段之一。鋼中馬氏體是鐵基固溶體組織中最硬的相，故鋼件淬火可以獲得高硬度、高強(qiáng)度。但是，馬氏體的脆性很大，加之淬火后鋼件部有較大的淬火應(yīng)力，因而不宜直接應(yīng)用，必須進(jìn)行回火。1.4.1.3 淬火方法常用淬火方法 有主要有單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體等溫淬火、貝氏體等溫淬火（圖1-4）。選擇適當(dāng)?shù)拇慊鸱椒梢员ＷC在獲得所要求的淬火組織和性能條件下，盡量減小淬火應(yīng)力，減少工件變形和開裂傾向。 圖1-4 淬火曲線圖（1）單介質(zhì)淬火是采用一種淬火介質(zhì)中一直冷卻到室溫的淬火方法。這種淬火方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，適用于形

40、狀簡(jiǎn)單的碳鋼和合金鋼工件。形狀簡(jiǎn)單、尺寸較大的碳鋼工件多采用水淬，小尺寸碳鋼件和合金鋼件一般用油淬。缺點(diǎn)對(duì)大尺寸和或形狀復(fù)雜的工件，采用水淬變形開裂傾向大，而油淬冷卻速度小淬不硬。（2）雙介質(zhì)淬火 是將工件加熱奧氏體化后先浸入冷卻能力強(qiáng)的介質(zhì)，在組織即將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，立即轉(zhuǎn)入冷卻能力弱的介質(zhì)中冷卻。常用的有“水-油”、“水-空”雙介質(zhì)淬火。這種方法能有效地減少熱應(yīng)力和相變應(yīng)力，降低工件變形和開裂的傾向，所以可用于形狀復(fù)雜和截面不均勻的工件的淬火。但操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制工件在水中的停留時(shí)間，要求操作工人必須具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和熟練的技術(shù)。（3）馬氏體分級(jí)淬火 是將工件加熱奧氏體化后浸入溫度稍高于或稍

41、低于Ms點(diǎn)的堿浴或鹽浴中保持適當(dāng)時(shí)間，在工件整體達(dá)到介質(zhì)溫度后取出空冷以獲得馬氏體的淬火。這種淬火方法由于工件外溫度均勻并在緩慢冷卻條件下完成馬氏體轉(zhuǎn)變，大大減小了淬火應(yīng)力(比雙介質(zhì)淬火小)，因而有效地減小鋼材的斷裂和變形。同時(shí)還克服了雙介質(zhì)淬火出水入油時(shí)間難以控制的缺點(diǎn)。但對(duì)大截面零件難以達(dá)到其臨界淬火速度。分級(jí)淬火只適用于尺寸較小的工件，如刀具、量具和要求變形很小的精密工件。 若取略低于Ms點(diǎn)的溫度，此時(shí)由于溫度較低，冷卻速度較快，等溫以后已有相當(dāng)一部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，當(dāng)工件取出空冷時(shí)，剩余奧氏體發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。這種淬火方法適用于較大工件的分級(jí)淬火。（4）貝氏體等溫淬火 將奧氏體化后的

42、鋼材淬入稍高于Ms點(diǎn)溫度的鹽浴中等溫保存足夠長(zhǎng)時(shí)間，使奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w組織，然后再室溫下中冷卻，獲得綜合力學(xué)性能。等溫淬火可以有效地減小鋼材的斷裂和變形，適宜處理形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的工具和重要的機(jī)器零件，例如刀具、齒輪、模具等。同分級(jí)淬火一樣，等溫淬火也只能適用于尺寸較小的工件。 除了上述幾種典型的淬火方法外，近年來還發(fā)展了許多提高鋼的強(qiáng)韌性的新的淬火工藝，如高溫淬火、循環(huán)快速加熱淬火和亞共析鋼的亞溫淬火等。1.4.1.4 淬火的加熱溫度以鋼的相變臨界點(diǎn)為依據(jù)，加熱時(shí)要形成細(xì)小、均勻奧氏體晶粒，淬火后獲得細(xì)小馬氏體組織。 HYPERLINK :/baike.baidu /view

43、/121543.htm t _blank 碳素鋼的淬火加熱溫度圍如圖1-5所示。圖1-5 碳素鋼淬火溫度圍示意圖在圖1-5中可看出淬火溫度選擇原則也適用于大多數(shù)合金鋼，尤其 HYPERLINK :/baike.baidu /view/577532.htm t _blank 低合金鋼。亞共析鋼加熱溫度為Ac3溫度以上3050。從圖中看出，高溫下鋼的狀態(tài)處在單相奧氏體(A)區(qū)，故稱為完全淬火。若亞共析鋼加熱溫度高于Ac1、低于Ac3的溫度，則高溫下部分先共析鐵素體未完全轉(zhuǎn)變成奧氏體，即為不完全(或亞臨界)淬火。過共析鋼淬火溫度為Ac1溫度以上3050，這溫度圍處于奧氏體與滲碳體(A+C)雙相區(qū)。因

44、而過共析鋼的正常的淬火仍屬不完全淬火，淬火后得到馬氏體基體上分布滲碳體的組織。這-組織狀態(tài)具有高硬度和高耐磨性。對(duì)于過共析鋼，若加熱溫度過高，先共析滲碳體溶解過多，甚至完全溶解，則奧氏體晶粒將發(fā)生長(zhǎng)大，奧氏體碳含量也增加。淬火后，粗大馬氏體組織使鋼件淬火態(tài)微區(qū)應(yīng)力增加，微裂紋增多，零件的變形和開裂傾向增加；由于奧氏體碳濃度高，馬氏體點(diǎn)下降， HYPERLINK :/baike.baidu /view/1491422.htm t _blank 殘余奧氏體量增加，使工件的硬度和耐磨性降低。1.4.2 回火1.4.2.1 回火的目的鋼在淬火后一般很少直接使用，因?yàn)榇慊鸷蟮慕M織是馬氏體和殘余奧氏體，并

45、且有應(yīng)力產(chǎn)生，馬氏體雖然強(qiáng)度、硬度高，但塑性差，脆性大，在應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生變形和開裂；此外，淬火后組織是不穩(wěn)定的，在室溫下就能緩慢分解，產(chǎn)生體積變化而導(dǎo)致工件變形。因此，淬火后的零件必須進(jìn)行回火才能使用?；鼗鸬哪康氖牵海?）減少或消除淬火應(yīng)力；（2）穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸；（3）降低脆性、獲得所需要的力學(xué)性能。 1.4.2.2 回火對(duì)組織性能的影響淬火時(shí)鋼的組織轉(zhuǎn)變可分為四個(gè)階段：馬氏體的分解（200以下）殘余奧氏體分解（200300）滲碳體的形成（250400）滲碳體聚集長(zhǎng)大（400以上）。隨著回火溫度升高，淬火應(yīng)力不斷下降或消除，硬度逐漸下降，塑性、韌性逐漸升高（如圖1-6）。 圖1-6 回

46、火力學(xué)性能變化1.4.2.3 回火方法常用的回火方法（如表1-2）低溫回火（500）：高溫回火后得到回火索氏體組織。工件淬火并高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)后，鋼具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能（一般硬度為220230HBS）。高溫回火主要適用于中碳結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼制作的曲軸、連桿、螺栓、汽車半軸、機(jī)床主軸與齒輪等重要的機(jī)器零件。 回火方法明細(xì)表1.2：表1.2 回火方法回火方法回火溫度/回火組織回火后硬度適用圍低溫回火500S回200-350HRC要求綜合力學(xué)性能的重要力學(xué)受力零件，如軸、齒輪等?；鼗鸷蟮木嘟M織如圖1-11：圖1-11 回火后的晶相組織1.4.2.4 鋼在回火后的性能淬火

47、鋼回火后的性能取決于它的部顯微組織；鋼的顯微組織又隨其化學(xué)成分、淬火工藝與回火工藝而異。碳鋼在100250之間回火后能獲得較好的力學(xué)性能。合金結(jié)構(gòu)鋼在200700之間回火后的力學(xué)性能的典型變化如圖5所示。從圖5可以看出，隨著回火溫度的升高，鋼的抗拉強(qiáng)度b單調(diào)下降；屈服強(qiáng)度0.3 先稍升高而后降低；斷面收縮率 和伸長(zhǎng)率 不斷改善；韌性（用斷裂韌度K1c為指標(biāo)）總的趨勢(shì)是上升，但在300400之間和500550之間出現(xiàn)兩個(gè)極小值，相應(yīng)地被稱為低溫回火脆性與高溫回火脆性。因此，為了獲得良好的綜合力學(xué)性能，合金結(jié)構(gòu)鋼往往在三個(gè)不同溫度圍回火：超高強(qiáng)度鋼約在200300；HYPERLINK :/baik

48、e.baidu /view/403428.htm彈簧鋼在460附近；HYPERLINK :/baike.baidu /view/1330572.htm調(diào)質(zhì)鋼在550650回火。碳素與合金工具鋼要求具有高HYPERLINK :/baike.baidu /view/34359.htm硬度和高強(qiáng)度，回火溫度一般不超過200。回火時(shí)具有次生硬化的合金結(jié)構(gòu)鋼、模具鋼和HYPERLINK :/baike.baidu /view/198490.htm高速鋼等都在500650圍回火。1.4.2.5 回火脆性低溫回火脆性許多合金鋼淬火成馬氏體后在250400回火中發(fā)生的脆化現(xiàn)象。已經(jīng)發(fā)生的脆化不能用重新加熱的方

49、法消除，因此又稱為不可逆回火脆性。引起低溫回火脆性的原因已作了大量研究。普遍認(rèn)為，HYPERLINK :/baike.baidu /view/63818.htm淬火鋼在250400圍回火時(shí)，HYPERLINK :/baike.baidu /view/72159.htm滲碳體在原HYPERLINK :/baike.baidu /view/330479.htm奧氏體HYPERLINK :/baike.baidu /view/591899.htm晶界或在HYPERLINK :/baike.baidu /view/24758.htm馬氏體界面上析出，形成薄殼，是導(dǎo)致HYPERLINK :/baike.

50、baidu /view/543183.htm低溫回火脆性的主要原因。鋼中加入一定量的硅，推遲回火時(shí)滲碳體的形成，可提高發(fā)生低溫回火脆性的溫度，所以含硅的超高強(qiáng)度鋼可在300320回火而不發(fā)生脆化，有利于改進(jìn)綜合力學(xué)性能。高溫回火脆性 許多HYPERLINK :/baike.baidu /view/136287.htm合金鋼淬火后在500550之間回火，或在600以上溫度回火后以緩慢的冷卻速度通過500550區(qū)間時(shí)發(fā)生的脆化現(xiàn)象。如果重新加熱到600以上溫度后快速冷卻，可以恢復(fù)韌性，因此又稱為可逆回火脆性。已經(jīng)證明，鋼中P、Sn、Sb、As等雜質(zhì)元素在500550溫度向原奧氏體晶界偏聚，導(dǎo)致高溫

51、回火脆性；Ni、Mn等元素可以和P、Sb等雜質(zhì)元素發(fā)生晶界協(xié)同偏聚，Cr元素則又促進(jìn)這種協(xié)同偏聚，所以這些元素都加劇鋼的高溫回火脆性。相反，鉬與磷交互作用，阻礙磷在晶界的偏聚，可以減輕高溫回火脆性。稀土元素也有類似的作用。鋼在 600以上溫度回火后快速冷卻可以抑止磷的HYPERLINK :/baike.baidu /view/539964.htm偏析，在熱處理操作中常用來避免發(fā)生高溫HYPERLINK :/baike.baidu /view/543262.htm回火脆性。1.5 研究目的本文所研究的新型Q&P工藝與傳統(tǒng)Q&T對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度鋼組織性能的影響，新型Q&P工藝是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蜔?/p>

52、處理工藝，經(jīng)Q&P工藝處理的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼不僅具有高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，延展性強(qiáng)，沖壓成形能力高，還具有良好的塑性和韌性，用于作汽車鋼板可減輕車重，降低油耗，對(duì)能量吸收的能力很強(qiáng)，能夠很好的抵御撞擊時(shí)的塑性變形，顯著提高了汽車的安全等級(jí)。本文重點(diǎn)研究的是新型Q&P工藝對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度鋼（TRIP800鋼)組織性能的影響，目的是確定TRIP800的Q&P工藝中的相關(guān)工藝參數(shù)：最高加熱溫度、保溫時(shí)間、淬火溫度、C的再分配溫度制定更為合理的工藝。1.6 研究容研究配分時(shí)間對(duì)Q-P處理的TRIP800鋼的力學(xué)性能的影響；對(duì)比Q&P工藝與傳統(tǒng)Q&T工藝處理的TRIP800鋼的力學(xué)性能；對(duì)不同熱處理參數(shù)Q-P

53、、Q-T處理的TRIP800鋼進(jìn)行金相的觀察和分析。2 實(shí)驗(yàn)材料、方法與設(shè)備2.1 實(shí)驗(yàn)材料2.1.1 TRIP鋼的化學(xué)成分實(shí)驗(yàn)材料為國(guó)生產(chǎn)的高硅800級(jí)TRIP高強(qiáng)度汽車用冷軋TRIP鋼鋼板，該鋼經(jīng)高頻感應(yīng)爐冶煉，化學(xué)成分見表2.1所示。表2.1 TRIP800鋼的化學(xué)成分元素含量wt% C S P Mn Si Al V Cr實(shí)測(cè)值 0.22 0.005 0.021 1.87 1.54 0.050 - -技術(shù)指標(biāo) 0.30 0.015 0.09 2.5 2.2 - - -2.1.2 TRIP800鋼的母材組織將試樣用金相砂紙逐步進(jìn)行研磨，然后在機(jī)械拋光機(jī)上采用金剛石研磨膏進(jìn)行拋光，拋光后的試

54、樣使用4%硝酸酒精溶液進(jìn)行腐蝕。然后用NikonEPIPHOT300金相顯微鏡（圖2-8）進(jìn)行顯微組織的觀察并拍照。圖2-1 TRIP800母材金相圖2-1塊的灰白色的為等軸型鐵素體基體，白色的小島狀的為殘余奧氏體，主要分布于鐵素體的晶界處，也有少量分布于鐵素體晶粒部。黑色的是貝氏體鐵素體，也主要分布于鐵素體晶界處，與殘余奧氏體相鄰。2.2 實(shí)驗(yàn)方法2.2.1 Q&P熱處理工藝（1）實(shí)驗(yàn)方法 淬火溫度分別取240、270、300，配合鹽浴爐、箱式爐等進(jìn)行熱處理，工藝曲線如圖2-2所示。900 t120min400t2A3圖2-2 Q&P熱處理工藝如上圖所示，先將TRIP800鋼加熱到900后，

55、保溫20min后分別淬火到240、270、300，后再碳分配溫度400下保溫1min、2min、5min，后冷卻到室溫。2.2.2 Q&T熱處理工藝實(shí)驗(yàn)方法 配合鹽浴爐、箱式爐等進(jìn)行熱處理，工藝曲線如圖2-3所示.t2t1900圖2-3 Q&T熱處理工藝 如上圖所示，先將TRIP800鋼加熱到900，保溫20min后，冷卻到室溫，再回火到400后保溫1min、2min、5min，冷卻到室溫。（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)備：WRSG-53323鹽浴爐如圖2-4所示、RX3-60-9箱式爐如圖2-5所示等。圖2-4 鹽浴爐圖2-5 箱式爐2.2.3 TRIP800鋼母材力拉伸試驗(yàn)TRIP800母材抗拉強(qiáng)度測(cè)試材料

56、形狀、尺寸如圖2-6所示。制備過程為：先用剪板機(jī)剪出外形，再用線切割割出槽形形狀。圖2-6 TRIP800抗拉強(qiáng)度測(cè)試試樣制備參考圖試驗(yàn)設(shè)備：微機(jī)控制萬能試驗(yàn)機(jī)，型號(hào)：WDW200，準(zhǔn)確精度等級(jí)：1級(jí)，最大試驗(yàn)力：100KN，功率：2KW，電源：380V。如圖2-7所示。圖2-7微機(jī)控制萬能試驗(yàn)機(jī)2.2.4 顯微組織分析試驗(yàn)方法：將試樣從中心用手鋸切開，經(jīng)粗磨、拋光、細(xì)磨、制成金相試樣，在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察拍照。試驗(yàn)設(shè)備：NiKonEPIPHOT300金相顯微鏡（如圖2-8）、1XB光學(xué)顯微鏡、試樣拋光試驗(yàn)機(jī)（型號(hào)P-2）、砂紙和手鋸等。圖2-8 NikonEPIPHOT300金相顯微觀察與

57、照相設(shè)備3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 用鹽浴法對(duì)TRIP800進(jìn)行熱處理工藝研究，工藝參數(shù)如表3-1所示，在900奧氏體化保溫10min后，改變淬火溫度、碳分配時(shí)間。表3.1 TRIP800Q&P熱處理工藝參數(shù)試樣號(hào)淬火溫度/保溫時(shí)間/s配分溫度/配分時(shí)間/s12345678910111224024024024027027027027030030030030060s60s60s60s60s60s60s60s60s60s60s60s400400400400400400400400400400400400306012030030601203003060120300用傳統(tǒng)Q&T工藝對(duì)TRI

58、P800進(jìn)行熱處理用于對(duì)比參照，工藝參數(shù)如表3.2所示，在900奧氏體化保溫10min后，改變配分時(shí)間。表3.2 TRIP800Q&T熱處理工藝參數(shù)試樣號(hào)配分溫度/配分時(shí)間/s131415164004004004003060120300通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Q&P工藝選取58號(hào)試樣，Q-T工藝選取1316號(hào)試樣。在研究經(jīng)新型Q&P工藝與傳統(tǒng)Q&T工藝對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的組織性能的影響的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)熱處理后的TRIP800進(jìn)行抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷口伸長(zhǎng)率、屈強(qiáng)比等參數(shù)的對(duì)比，因此，對(duì)TRIP800進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表3.3所示表3.3 TRIP800拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參數(shù)試樣號(hào)抗拉強(qiáng)度上屈服下屈服斷口伸長(zhǎng)率斷口收

59、縮率斷裂強(qiáng)度11446.81641.36564.946.19251111.4421312.53658.11536.2210.1932.331029.7231305.19752.47648.5812.0911.331065.3341335.19422.86379.512.0916.891147.8951401.64775.25661.3310.04301151.7861401.19689.19575.1912.0919.561043.9771395.39636.81552.7813.9521811.5881314.69601.47519.2815.6222.081092.3691341.8457

60、.06399.817.0815.401233.58101329.97501.64455.399.1414.36817.86111316.64706.36593.2810.1923.501122.17121245.17505.17440.3115.0116.891112.03131450.361443.641443.4412.09151315.22141433.971295.641295.412.09151425.03151397.175281097.826.1923.581238.83161307.92638.08834.036.1918.371186.223.1.1配分時(shí)間對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響T