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。