材料加工物理冶金论文控轧控冷TRIP钢论文

上传人:实*** 文档编号:47971237 上传时间:2018-07-07 格式:PDF 页数:13 大小:298.37KB
返回 下载 相关 举报
材料加工物理冶金论文控轧控冷TRIP钢论文_第1页
第1页 / 共13页
材料加工物理冶金论文控轧控冷TRIP钢论文_第2页
第2页 / 共13页
材料加工物理冶金论文控轧控冷TRIP钢论文_第3页
第3页 / 共13页
材料加工物理冶金论文控轧控冷TRIP钢论文_第4页
第4页 / 共13页
材料加工物理冶金论文控轧控冷TRIP钢论文_第5页
第5页 / 共13页
点击查看更多>>
资源描述

《材料加工物理冶金论文控轧控冷TRIP钢论文》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料加工物理冶金论文控轧控冷TRIP钢论文(13页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。

1、材料加工物理冶金论文- 1 -摘 要金属或合金由于相变,在低于母相屈服极限的条件下即发生塑性变形,这种现象称为相变诱发塑性或相变塑性。 TRIP 效应是一种特殊的相变诱发塑性,是当 钢处于MsMd 点之间的温度范围,且受到应力而产生一定量应变时, 钢中的残余奥氏体诱发马氏体相变,使材料的局部加工硬化能力提高并推迟缩颈的发生,从而提高钢的强度和塑性的一种相变诱发塑性现象。TRIP 钢是利用TRIP 效应原理,通过热变形后控制冷却或轧制后热处理生成,组织由50%60%的铁素体、25%40%的贝氏体或少量马氏体及5%15%残留奥氏体构成,具有比较高的强度和塑性。本论文主要讨论不同成份的冷轧TRIP

2、钢中多相组织的形成过程及其控 轧控冷原理,以及控轧控冷过程与钢的微观组织,性能之间的关系。关关键键词词:TRIP 钢钢,控控轧轧控控冷冷,退退火火温温度度,保保温温时时间间,微微观观组组织织材料加工物理冶金论文- 1 -目目 录录摘 要.1引 言.11 冷轧TRIP 钢的生产工艺和热处理工艺 .21.1 冷轧TRIP 钢轧制工艺.21.2 冷轧TRIP 钢的热处理工艺.22 控轧控冷在冷轧TRIP 钢生产中的应用.32.1 合金元素在控轧控冷过程中的作用 .32.5 临界区退火温度的选择.42.6 贝氏体等温温度、保温时间的选择 .53 控轧控冷对TRIP 钢组织和性能的影响.73.1 控轧控

3、冷对残余奥氏体含量及TRIP 钢性能的影响.72.2 控轧控冷对残余奥氏体稳定性及TRIP 钢性能的影响.82.3 控轧控冷对铁素体组织形态及TRIP 钢性能的影响.82.4 控轧控冷对贝氏体组织形态和TRIP 钢性能的影响.9结 论.10参 考 文 献.11北京科技大学本科生毕业设计(论文)- 1 -引 言TRIP钢是近10多年才商业化开发的低碳、低合金钢种,具有高强度与高塑性有利结合的特点,包括热轧、冷轧、电镀和热镀锌产品。冷轧TRIP 钢与热轧TRIP 钢相比,轧制、退火过程都易于控制,容易实现工业化生产,目前,冷轧TRIP 钢在TRIP 效应、成分设计、成形性、焊接性、可镀性等方面的研

4、究都十分活跃,并且已经取得显著成果,在相图计算应用于成分和组织设计的研究方面也取得明显进展。国外已实现800MP 级别冷轧TRIP 钢的工业化生产,国内宝钢也成功实现600MP 级别冷轧TRIP 钢工业化生产。北京科技大学本科生毕业设计(论文)- 2 -1 冷轧TRIP钢的生产工艺 和热处理工艺根据生产条件和不同的品种、规格要求, TRIP 钢可采用不同的工艺生产,具体如图1 所示。图1 TRIP 钢生产工艺由图1 可知,TRIP 钢的生产包括冷轧和热轧两种, 冷轧与热轧相比,区别在于多后续的酸洗冷轧以及退火工艺。1.1冷轧TRIP钢轧制工艺冷轧TRIP 钢的来料为热轧带钢,来料首先进入酸洗槽

5、酸洗除磷,之后冷轧,然后在两相区退火,之后快速冷却到贝氏体等温区卷曲。1.2冷轧TRIP钢的热处理工艺冷轧TRIP 钢热处理工艺如图2 所示。图2 TRIP 钢板的热处理制度北京科技大学本科生毕业设计(论文)- 3 -2 控轧控冷在冷轧TRIP钢生产中的应用2.1 合金元素 在控轧控冷过程中 的作用(1)MnMn 为扩大 区元素,既能以固溶状态存在 于奥氏体和铁素体中; 也可以进入渗碳体中取代一部分Fe 原子;还能形成硫化物,消除硫的有害影响。 在两相区保温及随后的冷却过程中,Mn 部分固溶于奥氏体中,部分在晶界形成MnS 等化合物,增强奥氏体稳定化,阻止奥氏体向珠光体的转变 ,使铁素体和贝氏

6、体转变容易控制,同时也促使MS降至室温以下,形成一定体积的富碳的残余奥氏体。但Mn 加入过多,会引起TRIP 钢贝氏体转变过慢,导致残余奥氏体体积增多。同时,也会使冶炼和轧制过程中出现白点的几率增大,晶粒粗化的趋势增强。含锰量一般控制在1%2%的范围内。(2)SiSi 是铁素体形成元素。在两相区保温时,Si 主要以固溶方式存在于TRIP 钢中,Si能提高铁素体中碳的化学位 ,使碳向奥氏体中扩散, 在两相区保温后,快速冷却到贝氏体转变温度区间,奥氏体转变为贝氏体铁素体, Si 因其在渗碳体中不溶解而有效地抑制了渗碳体的形成,使碳向奥氏体中进一步扩散,最后,残余奥氏体被碳所富集1,促使马氏体开始转

7、变温度MS降至室温以下。获得TRIP 效应产生的基本条件。但是,Si 加入过多,导致TRIP 钢表面产生厚的氧化皮 ,该氧化皮在热轧时易轧入钢板表面,并难以通过酸洗清除 , 使TRIP 钢涂镀效果很差。同时Si、Mn 加入过多,降低钢的塑性和韧性,并且引起焊接性能恶化。因此,含硅TRIP 钢的含硅量控制在1%2%的范围内。无硅或低硅TRIP 钢的含硅量0.6。(3)AlAl 的作用与Si 相同,用Al 替代Si 的无硅TRIP 钢同样可获得相变诱发塑性,添加Al 并不对涂镀产生不利影响。北京科技大学本科生毕业设计(论文)- 4 -但Al 是强铁素体形成元素, 加入过多,会明显缩小奥氏体单相区,

8、在热处理过 程中无法实现完全奥氏体化2。(4)NiNi 的作用与Mn 相同,在两相区保温及随后的冷却过程中,部分固溶于奥氏体中,部分在晶界形成C、N 化合物,增强奥氏体稳定化, 阻止奥氏体向珠光体的转变 ,使铁素体和贝氏体转变容易控制,同时也促使MS降至室温以下,形成一定体积的富碳的残余奥氏体。Ni 加入过多,也导致残余奥氏体体积增多,强度降低,塑性提高。(5)NbNb 为微合金化元素,高温轧制时固溶于奥氏体中,提高了奥氏体的再结晶温度,使得奥氏体未再结晶区扩大,推迟了的转变,在未再结晶区轧制时, Nb 主要以C、N 化合物的形式存在于奥氏体晶界,起到阻碍奥氏体晶粒再结晶和长大的作用,从而细化

9、晶粒,在冷轧后两相区保温的过程中,由于Nb 的C、N 化合物比较稳定,在晶界处与晶界相互作用,阻碍晶界的迁移,从而有效的阻碍晶粒长大, 具有显著的细化晶粒作用3。对一定的形变热处理工艺而言 ,含有大量固溶Nb 的奥氏体具有较高的残余奥氏体含量及稳定化趋向。 一般Nb 的加入量0.04%。2.5临界区退火 温度的选择通过改变在奥氏体铁素体两相区的退火温度,可以控制铁素体的量、原始奥氏体的量以及奥氏体中的含碳量。退火温度高,根据平衡相图可知原始奥氏体的量大,因而奥氏体中的碳含量低,而且温度高有益于晶粒铁素体和奥氏体晶粒长大, 在随后的等温转变过程中, 由于碳含量比较低,需要扩散的碳含量也相应比较低

10、, 贝氏体转变完成的比较快,导致残留奥氏体的量少。随着退火温度的降低,原始奥氏体的量逐渐降低,奥氏体中的碳含量升高,等温转变后,残留奥氏体的量增加,并且由于碳的富集其稳定性增强。但退火温度过低,接近Ac1 线时,由于温度比较低,碳扩散比较慢, 渗碳体溶解缓慢,珠光体分解不完全,即使退火10,000 s,还有少部分奥氏体中存在未溶碳化物。北京科技大学本科生毕业设计(论文)- 5 -而且退火温度过低, 平衡相图中原始奥氏体的量少,等温转变时由于较高的碳含量, 需要扩散的碳含量增多,导致 贝氏体转变的“C”曲线的鼻尖移向更低的温度4,在规定的等温时间内形成的贝氏体量少 。图3 为某钢退火温度对力学性

11、能的影响,图3 退火温度对力学性能的影响2.6贝氏体等温 温度、保温时间的选择(1)等温温度在贝氏体转变区等温时,若等温温度提高, C 曲线中孕育期变长,且由于退火后冷速较慢,易析出铁素体,最终显微组织中残留奥氏体量较少而稳定。等温温度较低时,贝氏体形成的孕育期同样较长,并且所形成的贝氏体铁素体中碳原子过饱和程度增加,甚至会形成马氏体:此时,残留奥氏体少而稳定性差。在400左右等温时,有最快的贝氏体形成速度,可有效地稳定过冷奥氏体。试样在拉伸时,得到的伸长率也就越大。北京科技大学本科生毕业设计(论文)- 6 -图4 贝氏体等温淬火温度对力学性能的影响(2)等温时间随等温时间的延长,碳原子充分向

12、奥氏体中扩散,奥氏体中碳浓度增高,奥氏体稳定性也就增强,但等温时间延长的同时贝氏体转变量也增多,残余奥氏体量减少,碳浓度过饱和,碳化物析出, TRIP 效应也就降低。等温时间过短,奥氏体中碳浓度低,稳定性不足, TRIP 效应相对较弱。一般等温时间限制在100s1000s 之间。北京科技大学本科生毕业设计(论文)- 7 -图5 贝氏体等温淬火保温时间对力学性能的影响3 控轧控冷对TRIP钢组织和性能 的影响3.1 控轧控冷对 残余奥氏体 含量及TRIP钢性能的影响各种强塑积与残余奥氏体含量的关系 ,如图6 所示。图6 残余奥氏体体积分数对强塑积的影响TS抗拉强度; T-EI总伸长率;U-EI平均伸长率; L-EI局部伸长率可见,随着残留奥氏体含量增加TRIP 效应增强,材料的强塑积

展开阅读全文
相关资源
相关搜索

当前位置:首页 > 资格认证/考试 > 注册会计师

电脑版 |金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号