铁—马—奥复相TRIP钢的组织调控和性能优化

作     者：米兰 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钱立和

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：铁素体-马氏体-奥氏体复相钢 逆转变奥氏体 TRIP效应 显微组织 力学性能 

摘      要：铁素体/马氏体双相(DP)钢因合金含量低、初始硬化速率快、抗拉强度高、成本低等优势被主要用于汽车领域的结构件上,但其屈服强度低、塑性较差等缺点难以满足高安全性汽车构件对力学性能的高要求。当下,同时提高强度和延展性一直是铁素体/马氏体双相钢的主要关注点,改进传统DP钢、提高其综合力学性能对研发新一代高强钢有理论价值和指导意义。本论文以铁素体/马氏体双相钢为基础,通过添加少量铝元素设计一种新型低合金钢,通过对试验钢的马氏体初始组织进行双相区退火制备出一种具有TRIP效应的铁素体-马氏体-奥氏体复相钢。通过改变双相区退火及回火工艺参数调控显微组织、优化力学性能。利用DIL热膨胀仪、扫描电镜等实验手段对显微组织进行定量表征和分析,探讨双相区退火及双相区退火+回火处理后试验钢的显微组织与力学性能之间的关系。对显微组织进行定量表征及分析,发现通过对试验钢进行预淬火获得马氏体初始组织,再通过双相区退火获得铁素体、马氏体和奥氏体的复相组织。随着双相区退火温度的升高或保温时间的延长,双相区逆转变奥氏体含量增多、尺寸变大,马氏体含量增加,残余奥氏体含量先增加后降低。对该试样再经后续回火处理可以获得铁素体、奥氏体和回火马氏体的复相组织。随着回火时间的延长,残余奥氏体含量几乎保持不变,但奥氏体内的含碳量明显增加。力学性能试验结果表明,随着双相区退火温度的升高或保温时间的延长,试验钢的抗拉强度升高,延伸率降低,屈服强度先降低后几乎保持不变。特别地,经765℃退火10 min后钢的抗拉强度为1025 MPa,屈服强度为423 MPa,延伸率为27.6%,强塑积为28.3 GPa·%。即通过双相区退火引入奥氏体,可以制备出具有TRIP效应的复相钢。对该试验钢再经后续回火处理后,虽然抗拉强度有所降低,但屈服强度和延伸率明显增加。特别地,765℃退火10min试样再经380℃回火60 min后,抗拉强度降至863 MPa,但延伸率增至43%,屈服强度也提高至602 MPa,强塑积得到明显提升(37 GPa·%),表明回火处理能够进一步优化该试验钢的综合力学性能。