加热工艺对双相钢组织和性能的影响

刘宏亮

摘 要：为了系统研究加热工艺对冷轧双相钢组织和性能的影响，本研究利用连退热模拟试验机，分别设计不同加热工艺，并对双相钢进行模拟试验，结合组织以及力学性能测试，研究加热工艺对双相钢的影响作用。研究结果表明，提高加热温度，因奥氏体化更加充分，制备的样品组织中马氏体比例明显增加，最终导致材料强度升高，延伸率降低。依据成分设计以及现场工艺设备状态，可通过改变加热工艺获得不同力学性能的双相钢材料。

关键词：热模拟；冷轧双相钢；组织；力学性能

中图分类号：TG156 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）03-0068-02

1 引言

双相钢是目前汽车白车身使用的主要高强钢产品，双相钢（DP钢）顾名思义它是由两相组织组成，比较软的铁素体组织和硬度较高的马氏体组织，因此，具有屈强比低，延伸率较高，成型性比较好的特点，分为600MPa～1000MPa级[1-4]。由于节能减排的要求，各主机厂都在想办法降低车身重量，800MPa级双相钢是目前使用的热点钢种。

双相钢强度级别越高，其生产工艺窗口越窄，生产难度也越大，为了确定不同工艺参数对于双相钢生产的影响，本研究采用实验室模拟的方法，针对加热工艺进行系统分析，为现场调试双相钢提供理论依据和技术支持。

2 试样制备与实验方法

2.1 试样制备

本实验所选用双相钢为工业产品，经过转炉冶炼，LF炉精炼处理，连铸制备成230mm厚板坯，在经过热轧制备成3.0mm厚度热轧原料，冷轧成1.4mm厚度连退原料板。其化学成分如表1所示。

2.2 实验方法与测试技术

本研究采用连退热模拟实验机进行中試模拟实验，将试样加热到800～850℃，均热保温3min，以1℃/s的冷却速率冷至750℃后，以30℃/s的冷却速率快速冷却至300℃后，保温3min，完成连退模拟试验。

连退后板料加工成拉伸试样，依据GB/T228《金属材料室温拉伸实验方法》，使用CMT30吨微机控制电子万能试验机，进行力学性能测试。金相组织采用型号为OLYMPUS -BX51金相显微镜以及EVO50扫描电镜进行分析。

3 实验结果与讨论

3.1 不退火工艺双相钢组织

不同退火温度下的典型金相组织，如图1所示。对比发现，加热温度比较高的样品，晶粒尺寸较粗大，马氏体比例增加，组织中具体马氏体比例数据如图2所示。

对比发现，随着退火温度的增加，马氏体比例逐渐增加，退火温度为800℃时，马氏体比例约为30%，而退火温度增加为825℃时，马氏体比例约占40%，本研究加热温度最高为850℃，此时，马氏体比例已经超过50%。

3.2 不退火工艺双相钢力学性能

不同退火温度条件下的力学性能，如图3所示。随着退火温度的升高，抗拉强度和屈服强度增加，延伸率明显下降。其中800℃退火条件下，抗拉强度略低，延伸率最高，为18.6%。而850℃退火条件，双相钢的延伸率最低，为14.5%，抗拉强度最高，875MPa。

3.3 微观组织分析

不同退火条件下，试验钢的微观组织如图4所示，退火温度较低时，组织中铁素体的比例增加，马氏体较少，主要以岛状为主，趋近于圆形，变形协调能力较好，因此延伸率较高，成型性好。而退火温度较高时，马氏体主要以块状为主，尺寸较大，有典型板条形貌特征，硬度较高，因此，强度高，延伸率低。

4 结语

（1）提高退火加热温度，因奥氏体化更加充分，马氏体比例明显增加，此外，马氏体主要以块状为主，尺寸较大，有典型板条形貌特征，硬度较高。（2）提高退火加热温度，由于马氏体比例增加，导致材料强度升高，延伸率降低。（3）现场生产可依据不同使用要求，通过改变加热工艺获得不同力学性能的双相钢材料。

参考文献

[1]叶洁云，赵征志，张迎晖，等.硅和铬对超高强双相钢组织和性能的影响[J].钢铁，2015，50（3）：78-83.

[2]孙耀祖，王旭，王运玲，等.汽车用双相钢的研究进展[J].中国材料进展，2015，34（6）：475-481.

[3]刘华赛，邝霜，常安，等.平整工艺对冷轧780 MPa 级双相钢力学性能的影响[J].中国冶金，2015，25（6）：13-16.

[4]邓洁，马佳伟，许以阳，等.马氏体的分布对双相钢微观变形行为和力学性能的影响[J].金属学报，2015，（9）：1092-1100.