《6-先进高强钢(ahss)汽车板》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6-先进高强钢(ahss)汽车板（111页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第11章汽车用先进高强钢 AHSS 汽车板用钢 汽车外板和白车部件汽车板的发展方向 提高燃油效率 轻量化提高安全性 高强 高韧性 抗撞击与轻合金 Al Mg合金 和高分子复合材料的竞争日趋激烈对汽车板提出新的要求 屈服强度 300MPa 抗拉强度 600MPa 优异的成型性能 高的加工硬化率 HSS与AHSS钢种HSS 软钢 IF钢 BH钢 HSLA钢AHSS DP钢 TRIP钢 Q PT钢 TWIP钢 CFB钢 铁素体钢冷轧深冲钢 后地板 轮罩 YS 120 160MPa UTS 270 330MPa E 40 无间隙原子钢 发动机罩 YS 220 260MPa UTS 340 400MPa
2、 E 33 烘烤硬化钢 车门 YS 260 300MPa UTS 370 430MPa E 30 低合金高强钢 吸能盒 后纵梁 YS 230 360MPa UTS 390 450MPa E 26 冷轧DP钢成分 0 15 C 0 5 Si 1 8 Mn 0 5 Cr 0 04 Al 0 03 Nb热轧 1200 1h奥氏体化 6道次热轧 35mm 3 5mm 880 终轧 620 卷取冷轧 3 5mm 1 0mm 70 变形连续退火 连续退火工艺示意图 热轧 冷轧 连续退火 各步处理后的显微组织 热轧和连续退火处理后的力学性能对比 实验钢的化学成分和轧制条件 不同强度级别的冷轧DP钢 BDP
3、5903 sBDP 7808 sBDP 78015 s连续镀锌模拟处理后各钢种的典型显微组织 BDP 780中的NbC析出相的TEM照片 08Mn2Nb钢不同温度加热淬火的SEM显微组织 板条马氏体 9 11 热处理双相钢棒材的组织与性能 图811Mn2Nb钢不同温度加热淬火的SEM显微组织 板条马氏体 14 亚温淬火温度对4种钢马氏体百分含量的影响 15 图14四种钢最大力总伸长率和断后伸长率随亚温淬火温度的变化 20 TRIP Tansformationinducedplastic 钢化学成分 C Mn Si Al P 显微组织 铁素体 无碳化物贝氏体 残余奥氏体热处理 亚温转变 形成部分
4、铁素体和富碳奥氏体 与中温转变 形成贝氏体铁素体和富碳奥氏体 性能特点 高强度 高塑性 高速变形时高吸收能 变形过程中发生奥氏体向马氏体的转变 延迟颈缩 提高均匀延伸率 TRIP钢的典型光学显微组织 TEM照片显示板条内析出碳化物的标准贝氏体与无碳化物贝氏体的区别 热轧C Si MnTRIP钢 实验钢的化学成分 wt 实验钢的TMCP工艺示意图 三种工艺处理后的相组成与力学性能 三种工艺处理后的SEM显微组织 冷轧C Si MnTRIP钢 实验钢的化学成分 wt 实验钢的相变临界点 冷轧TRIP钢的热处理工艺示意图 实验钢热处理后的显微组织 冷轧态 800 10m 400 3m 800 5m
5、400 3m TEM分析结果 BF DF BF SAD 不同工艺处理后的XRD分析结果 不同工艺处理后的拉伸试验结果 冷轧C Si Al MnTRIP钢 900 10m 410 3m 900 5m 410 3m 实验钢热处理后的显微组织 TEM分析结果 不同工艺处理后的XRD处理结果 不同工艺处理后的拉伸试验结果 冷轧C Si Al P MnTRIP钢的合金化设计高Si钢的缺点 延长贝氏体转变动力学 产生表面 红锈 高Al钢的缺点 降低固溶强化率 升高Ms点至室温以上以Al代Si的优点 加速贝氏体转变动力学1 0 Si 1 0 Al P C Mn AlTRIP钢中的残余奥氏体的TEM照片注 在
6、高Al的TRIP钢中会有部分奥氏体转变为热激活马氏体 孪晶马氏体 作为TRIP钢中的基体和弥散相 铁素体和贝氏体各自的应力 应变曲线不同铁素体的吕德斯带较宽 贝氏体的吕德斯带非常有限 加工硬化非常明显 屈强比较低 C Mn Si Al和C Mn AlTRIP钢在无应变和预应变2 5 及10 后的静态应变时效实验结果 TRIP钢的 效应主要应该归因于贝氏体 各种TRIP钢在不同退火条件下 含H2与不含H2 的强度与延性指标 强塑积TS EL MX型碳氮化物的析出次序 实验钢的化学成分 DP钢与TRIP钢的对比 实验钢的DP处理工艺示意图 F M的OM显微组织 马氏体岛及铁素体基体中高密度的位错
7、屈服强度 500MPa 抗拉强度 860MPa 延伸率 21 实验钢的TRIP处理工艺示意图 下贝氏体 残余奥氏体 屈服强度 500MPa 抗拉强度 780MPa 延伸率 25 DP钢和TRIP钢不同应变速率下的屈服强度 DP钢和TRIP钢的静态拉伸性能 TRIP钢和DP钢在各种应变速率下的应力应变曲线 Q PT Quenching Partition Tempering 钢化学成分 C Mn Si Nb显微组织 低碳马氏体 富碳奥氏体热处理 部分淬火 中温配分 回火性能特点 高强度 高塑性 Si对碳化物析出动力学曲线的影响 从成分均匀的奥氏体获得铁素体 马氏体 残余奥氏体组织的工艺示意图其中
8、Ci Cm C 分别代表钢的原始含碳量 马氏体含碳量和奥氏体含碳量 不同含碳量的钢淬火后残余奥氏体体积分数预测 0 17C 1 65Mn 0 38Si 1 11Al 0 08P wtpct 钢的热处理工艺曲线示意图 Q P处理后的 显微组织 力学性能随配分温度和时间变化曲线 Q T和Q P在不同温度与时间处理后的应力 应变曲线 不同处理后的力学性能 实验钢的化学成分 wt 实验钢的Q PT热处理工艺曲线示意图 400 配分处理10s和180s的SEM显微组织 400 配分处理40s的显微组织TEM分析结果 残留奥氏体 400 配分处理40s的显微组织TEM分析结果 Nb的碳化物析出 力学性能随
9、配分时间的变化曲线 化学成分 Fe 0 60 C 0 95 Mn 1 96 Si wt 150 250 190 190 190 250 190 400 显微组织随处理工艺的变化 残留奥氏体的体积分数随淬火温度和配分 120s 温度的变化 超级贝氏体钢化学成分 C Si Mn Cr Mo V显微组织 贝氏体铁素体 奥氏体薄膜热处理 等温淬火性能特点 低屈服点 高抗拉强度 高塑韧性 200 300 24h 48h 144h 4h 8h 12h 等温处理后的显微组织 实验钢的化学成分 200 和300 等温处理后显微组织中的相分数 200 for240h 300 for8h TEM显微组织 奥氏体和
10、贝氏体中含碳量 化学成分 wt 260 320 380 不同温度等温30min的显微组织 力学性能 残余奥氏体含量 随等温淬火条件的变化 力学性能 不同温度等温淬火后的OM显微组织 化学成分 Fe 0 59C 1 61Si 0 56Mn 1 01Cr 0 13V 0 02Al 0 012P 0 011S wt 270 235 等温转变的 分析结果 V 235 18 6 V 270 8 8 Fig 2 SEMandTEMmicrographsofthesecondsetofdesignedsteelsafteraircoolingfromdifferenttemperatures a b 0 3
11、BAIN1 600C c d 0 3BAIN2 500C e f 0 3BAIN3 500C g h 0 3BAIN4 500C Fig 3 SEMandTEMmicrographsofthethirdsetofdesignedsteelsafteraircoolingfromdifferenttemperatures a b 0 2BAIN1 500C c d 0 2BAIN1 550C e f 0 2BAIN3 500C g h 0 2BAIN3 550C 0 2C 1 8Si 1 8Mn 0 8Cr钢的显微组织 低碳无碳化物贝氏体钢 CompanyLogo 0 2C 1 8Si 1 8M
12、n 0 8Cr钢的组织构成 0 2C 1 8Si 1 8Mn 0 8Cr钢的力学性能 TWIP TwinInducedPlastic 钢化学成分 Fe Mn Si Al性能特点 高强度 高塑性 抗撞击合金化设计原则 室温组织为全奥氏体 Mn 变形方式为孪晶 层错能 20mJ m2 Al提高层错能 抑制 转变 Si降低层错能 热轧态1050 均匀化处理态 变形前 变形后 两种状态的实验钢变形前后的显微组织 两种状态下的拉伸应力 应变曲线 变形量为0 4时的EBSD图 四种实验钢变形前后XRD对比 TW4变形前 TW4变形后 退火孪晶 变形孪晶 TW1堆垛层错 马氏体 马氏体 1 2 变形前 变形
13、后 1 钢中的 马氏体 1 钢中的变形孪晶 结论 1 1 钢中TRIP与TWIP效应共存 2 钢中只有TWIP效应 2 TRIP效应利于强度提高 TWIP效应利于塑性改善 实验钢的化学成分 不同Mn Si Al含量的实验钢在室温下以10 4 s的应变速率拉伸的力学性能 TRIP TWIP TRIP TWIP Fe 20Mn 3Si 3AlTRIP钢的力学性能随试验温度的变化 Fe 20Mn 3Si 3AlTRIP钢在 20 10 4 s的应变速率下 的相组成随应变的变化 Fe 20Mn 3Si 3AlTRIP钢在中高应变速率下的应力 应变曲线 Fe 25Mn 3Si 3AlTWIP钢的力学性能
14、随试验温度的变化 400 室温 Fe 25Mn 3Si 3AlTWIP钢的SEM和TEM显微组织 Fe 25Mn 3Si 3AlTWIP钢的力学性能随应变速率的变化 Fe 25Mn 3Si 3AlTWIP钢在不同应变速率下的应力 应变曲线 中锰钢与ART转变化学成分 C Mn显微组织 铁素体 残余奥氏体热处理 淬火 奥氏体逆转变 ART 性能特点 高强度 高塑性 Microstructureevolutionof0 2C 5Mnsteelaustenitizedat1050 Cfor30min oilquenchedandfollowedbyannealingat650 Cfor a as q
15、uenched b 1min c 30min d 6hcharacterizedbySEM Microstructureevolutionof0 2C 5Mnsteelaustenitizedat1050 Cfor30min oilquenchedandfollowedbyannealingat650 Cfor a as quenched b 1min c 30min d 6hcharacterizedbyTEM AustenitephasemeasurementbyX raysdiffraction a theXRDintensityprofilesofstudiedsteelanneale
16、dat650 Cwithdifferenttimeand b austenitefractionmeasuredbyXRDandEBSDasafunctionofannealingtime Engineeringstress straincurvesofthesamplesaustenitizedat1050 Cfor30min oilquenchedandfollowedbyannealingat650 Cfordifferenttime 37 uniformtensiledeformationmicrostructureof0 2C 5Mnsteelprocessedbyannealingat650 Cwith6h a brightfieldimageand b darkfieldimagehighlightingthedeformationinducedmartensitestructure 汽车用高强钢和超高强钢的组织性能分析 铁素体 IF钢 Rp0 2 150MPa Rm 300MPa A 45 Rm A 14000MPa 马氏体 M1500 Rp0 2 1200MPa Rm
