工藝流程 終教材

析出強化“鐵素體+馬氏體”雙相鋼的熱軋工藝技術(shù)“中天鋼鐵”第八屆工藝流程創(chuàng)新競賽團隊成員：楊天嬌張永臣(研)

張志恒楊敬寬(本)

指導(dǎo)教師：賈濤副教授答辯提綱研究內(nèi)容、目的及意義解決方案的提出與分析工藝方案與結(jié)果分析（一）Ti、V連續(xù)冷卻相變實驗（二）確定軋制工藝（三）實驗結(jié)果討論與評定研究內(nèi)容、目的及意義“鐵素體+馬氏體”雙相鋼具有應(yīng)變硬化率高、強度延性結(jié)合好、屈強比低優(yōu)異綜合性能，在汽車工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用彎曲和拉伸凸緣等變形過程中易于開裂

強化軟相，改善變形協(xié)調(diào)性鐵素體和馬氏體間較大的強度差異解決方案的提出●微合金碳化物析出強化鐵素體基體，降低強度差，增加變形協(xié)調(diào)性。●分析：γ→α轉(zhuǎn)變時要向奧氏體排碳，在相變時，微合金元素固定碳原子，形成致密的碳氮化物，從而強化鐵素體基體。

相間析出是一個相界面遷移與析出動力學(xué)的耦合作用結(jié)果，結(jié)合相關(guān)等溫相變動力學(xué)的研究選用低碳、釩鈦微合金化鋼為對象，工藝方案與結(jié)果分析——（一）Ti、V連續(xù)冷卻相變實驗

對動態(tài)與靜態(tài)等溫相變條件下的析出行為進行研究與分析，預(yù)期為熱軋生產(chǎn)中的相間析出行為的控制提供理論與實際的指導(dǎo)表1試驗鋼成分（wt%）實驗過程：靜態(tài)和動態(tài)相變實驗分別在FormasterFII膨脹儀、Gleeble-3500熱模擬實驗機上進行

圖1

動靜態(tài)連續(xù)冷卻相變實驗流程圖工藝方案與結(jié)果分析——（一）Ti、V連續(xù)冷卻相變實驗

圖2連續(xù)冷卻相變典型溫度-膨脹量曲線

圖3相變膨脹曲線與動力學(xué)間的轉(zhuǎn)換實驗結(jié)果：工藝方案與結(jié)果分析——（一）Ti、V連續(xù)冷卻相變實驗連續(xù)冷卻相變圖(CCT)圖4靜態(tài)CCT與動態(tài)CCT對比?動態(tài)CCT中整個相變區(qū)域向高溫移動工藝方案與結(jié)果分析——（一）Ti、V連續(xù)冷卻相變實驗相變產(chǎn)生鐵素體溫度：?未變形：僅在很小的溫度范圍與冷卻速度才發(fā)生相變?變形：630~710℃?在所有等溫相變產(chǎn)生的鐵素體中，均觀察到了大量規(guī)則的、層狀排列的相間析出碳化物圖5熱軋實驗工藝圖工藝：?加熱至1200℃?保溫2小時?粗軋和精軋開軋溫度分別設(shè)定為1050℃、950℃?終軋溫度控制目標(biāo)為880℃。?“UFC+空冷+淬火”的三段式冷卻方式。工藝方案與結(jié)果分析——（二）確定熱軋工藝與熱軋實驗（1）熱軋工藝圖5熱軋實驗工藝圖（1）UFC：快速穿過奧氏體相區(qū)?保留奧氏體的硬化狀態(tài)，為相變提供更多的形核點，獲得細小的鐵素體晶粒?將碳氮化物析出推遲至相變階段。抑制奧氏體中的大尺寸碳氮化物析出（2）終冷溫度，由動態(tài)CCT曲線，約為630~710℃工藝方案與結(jié)果分析——（二）確定熱軋工藝與熱軋實驗（1）熱軋工藝（2）軋制規(guī)程與壓下制度道次1234567厚度/mm6648352517.5128壓下量/mm142213107.55.54壓下率/%17.533.3327.0828.583031.4333.33表2軋制規(guī)程——壓下制度工藝方案與結(jié)果分析——（二）確定熱軋工藝與熱軋實驗粗軋，變相量累計68.75%精軋，變相量累計68%

（3）實際工藝參數(shù)工藝No.終軋溫度/℃終冷溫度/℃等溫時間/sUFC+空冷+淬火2-1870680102-2A850650182-2B850650142-387067062-488067062-586571092-686561692-78706009表3實際熱軋工藝參數(shù)工藝方案與結(jié)果分析——（二）確定熱軋工藝與熱軋實驗（1）拉伸力學(xué)性能：表4拉伸實驗結(jié)果工藝方案與結(jié)果分析——（三）實驗結(jié)果與性能評價工藝方案與結(jié)果分析——（三）實驗結(jié)果與性能評價(2)空冷時間對組織與性能的影響空冷時間決定奧氏體向鐵素體相變的體積分數(shù)、及最后階段淬火得到的M/A島含量圖6實驗鋼經(jīng)Lepera試劑腐蝕的金相照片:(a)2-2A;(b)2-2B冷18s冷14sM/A含量5.54%8.44%屈服強度590MPa599MPa抗拉強度749MPa767MPa工藝方案與結(jié)果分析——（三）實驗結(jié)果與性能評價(3)UFC終冷溫度對組織與性能的影響隨著UFC終冷溫度的降低晶粒細化圖7實驗鋼的金相照片:(a)2-5;(b)2-6;(c)2-7終冷溫度710℃616℃600℃屈服強度577MPa597MPa597MPa抗拉強度730MPa773MPa751MPa工藝方案與結(jié)果分析——（三）實驗結(jié)果與性能評價(3)UFC終冷溫度對組織與性能的影響圖8實驗鋼的透射電鏡照片:(a)2-6;(b)2-7?2-6中明顯獲得了更高密度的析出物?證明了相間析出的強化作用，細晶強化和析出強化的共同決定屈服強度。工藝方案與結(jié)果分析——（三）實驗結(jié)果與性能評價(4)成形性能表5擴孔實驗數(shù)據(jù)記錄及結(jié)果?實驗鋼擴孔率相差無幾，均超過130%,得到很大幅度提升，達到了設(shè)計該工藝的設(shè)計目的工藝2-12-22-32-423.9823.6423.9819.29139.8136.4139.892.9圖9實驗鋼的透射電鏡照片:(a)2-1;(b)2-4工藝方案與結(jié)果分析

通過對Ti、V連續(xù)冷卻相變實驗的研究，得到試驗鋼奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的溫度范圍630~710℃并在“UF