成分差異對低成本熱軋雙相鋼組織性能的影響
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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隨著控軋控冷技術的不斷發(fā)展，人們越來越認識到，通過軋后冷卻來改善鋼板性能是熱軋產品開發(fā)的有效途徑。而熱軋雙相不銹鋼是低碳鋼或低碳合金鋼經(jīng)過控軋控冷工藝得到的主要由鐵素體(F)和少量(體積分數(shù)<20%)馬氏體(M)組成的高強度鋼。由于雙相不銹鋼具有屈服強度低、連續(xù)屈服、屈強比低、加工硬化率較高和伸長率較大等特點而廣泛用于汽車工業(yè)。高強度雙相鋼用在車門防撞橫梁、保險杠加強體、車輪的輪輻和輪盤。超輕鋼車體(ULSAB)組織預測，雙相不銹鋼(DP)將占未來車體總重量的74%。為了降低熱軋雙相不銹鋼的生產成本，通過控制軋后冷卻路徑和低溫卷取工藝開發(fā)了無Mo型熱軋雙相鋼，主要包括C-Mn系，Nb-Ti系和含Si-Mn-Cr系，而不同成分體系必然導致熱軋雙相鋼組織性能差異。本文在C-Mn鋼的基礎上，分別添加了Nb-Ti和Nb-Ti-Cr，利用三段式冷卻工藝得到了鐵素體和馬氏體雙相組織，分析了微合金元素Nb和合金元素Cr對雙相鋼組織和性能的影響。
實驗鋼C-Mn鋼的成分為（質量分數(shù)，%）：0.074C，0.280Si，1.385Mn，0.0015S，0.0076P，0.0350Als。在此基礎上，分別添加了0.020Nb-0.012Ti和0.019Nb-0.015Ti-0.237Cr。坯料采用160kg真空爐冶煉，加熱鍛造成65mm×65mm×100mm的坯料，在Φ450軋機上進行熱軋試驗，壓下規(guī)程為65-45-32-24-18-14-11-8-5-4mm。三種試驗鋼均采用兩階段軋制，兩階段開軋溫度為900℃，終軋溫度為830℃，軋后以冷速75.5℃/s冷卻至670℃，空冷8s后，立刻快速冷卻至200℃左右。三種成分的控軋控冷工藝相同，熱軋后截取拉伸試樣檢測力學性能。
采用低終軋溫度以及軋后三段式冷卻工藝，C-Mn鋼、添加Nb-Ti鋼和添加Nb-Ti-Cr鋼均可得到鐵素體和馬氏體雙相組織。C-Mn鋼抗拉強度高于580MPa，Nb-Ti鋼和Nb-Ti-Cr鋼抗拉強度超過700MPa，伸長率均高于20%，屈強比低于0.7。C-Mn鋼的鐵素體含量較高，塑性最好，但強度和屈強比較低；Nb-Ti鋼中微合金元素析出物主要為富Ti的(Nb，Ti)(C，N)，尺寸為30nm左右，由于固溶Nb的拖曳作用，鐵素體含量低，馬氏體含量和抗拉強度較高，但細晶強化作用使得屈服強度較高，屈強比增加；與Nb-Ti鋼相比，含Nb-Ti-Cr鋼組織中的馬氏體含量增加，抗拉強度提高，導致其屈強比較Nb-Ti鋼低。