新型熱處理工藝貝-馬復(fù)相鋼組織與性能的關(guān)系.pdf

1、“高性能”作為鋼鐵材料首要目標(biāo)和永恒的研發(fā)主題，而其中Mn系貝氏體/馬氏體復(fù)相鋼因其優(yōu)良的性能和性價比被廣泛應(yīng)用。本文以貝氏體/馬氏體鋼為研究對象，從“成分-工藝-組織-性能”出發(fā)，通過合金成分設(shè)計和熱處理工藝的優(yōu)化，使實(shí)驗(yàn)鋼獲得不同類型和亞結(jié)構(gòu)的復(fù)相組織，研究組織與性能之間的關(guān)系，并嘗試建立力學(xué)性能預(yù)測模型，以揭示貝/馬復(fù)相鋼的強(qiáng)塑化和強(qiáng)韌化機(jī)制。
　　本文設(shè)計了四種不同碳含量的Mn-Si-Cr系貝/馬復(fù)相鋼，通過計算和測定的C

2、CT曲線，結(jié)合連續(xù)冷卻過程中組織的演變規(guī)律，設(shè)計了淬火、淬火-配分、空冷、空冷-配分四種熱處理，以獲得不同類型和亞結(jié)構(gòu)的復(fù)相組織。
　　為了嘗試揭示貝/馬復(fù)相鋼的強(qiáng)塑化和強(qiáng)韌化機(jī)制。本文對經(jīng)四種熱處理工藝處理后的不同碳含量的實(shí)驗(yàn)鋼試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)以及沖擊試驗(yàn)，并進(jìn)行了顯微組織觀察，X射線衍射(XRD)測試實(shí)驗(yàn)，電子探針實(shí)驗(yàn)和EBSD實(shí)驗(yàn)。通過顯微組織的表征發(fā)現(xiàn)經(jīng)不同熱處理工藝處理后的實(shí)驗(yàn)鋼由不同類型的組織組成。研究結(jié)果表明，隨著碳

3、含量的增加，經(jīng)四種熱處理處理后的實(shí)驗(yàn)鋼硬度和屈服強(qiáng)度均呈增加趨勢，相反韌性呈下降趨勢，經(jīng)配分處理后的Q&P鋼和BQ&P鋼均勻延伸率隨著碳含量的增加而增加，Q鋼和BQ鋼的均勻延伸率先增加再遞減。隨著碳含量的增加，經(jīng)BQ&P處理后的實(shí)驗(yàn)鋼的強(qiáng)塑積(PSE)呈增加趨勢，同時經(jīng)BQ&P處理后的U25實(shí)驗(yàn)鋼具有較好的強(qiáng)塑韌匹配。這是因?yàn)轭A(yù)先形成的貝氏體細(xì)化組織，并且配分階段形成不同形態(tài)、尺寸、穩(wěn)定性的殘余奧氏體在變形和斷裂過程中更好的協(xié)調(diào)發(fā)揮TR

4、IP效應(yīng)和阻礙裂紋擴(kuò)展效應(yīng)，提高了實(shí)驗(yàn)鋼的強(qiáng)塑性和強(qiáng)韌性。并且成功建立了四種熱處理工藝下硬度關(guān)于碳含量的預(yù)測模型和淬火、淬火-配分工藝下屈服強(qiáng)度關(guān)于碳含量的預(yù)測模型，豐富了高強(qiáng)鋼的力學(xué)性能數(shù)據(jù)庫及理論體系，為進(jìn)一步研究貝/馬復(fù)相鋼的強(qiáng)塑、強(qiáng)韌化機(jī)制打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。
　　此外，還研究了不同回火溫度下貝/馬復(fù)相鋼強(qiáng)塑韌化機(jī)制。研究結(jié)果表明，在400℃回火，QPT、BQT和BQPT實(shí)驗(yàn)鋼具有較好的強(qiáng)塑積，但是由于在400℃回火時實(shí)驗(yàn)鋼出