冷却方式对热轧铌微合金钢微观组织和力学性能的影响文档.doc

冷却方式对铌微合金化热轧多相钢微观组织和力学性能的影响 摘要：通过热轧实验验证层流冷却方式对铌多相钢板的微观组织和力学性能的影响。结果表明，在相同的热轧条件下，通过3种层流冷却方式可以获得含有铁素体、贝氏体和大量残余奥氏体的混合组织。3种冷却方式具有不同的奥氏体转变动力学，从而导致微观组成特征的变化。在冷却方式Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ下，屈服强度增加，拉伸强度下降和总伸长率趋于增加。冷却模式Ⅲ下处理钢板的屈服强度总伸长率最值（分别为547MPa， 37.2和28384MPa·）。 众所周知高强度钢板成形性较差。传统的高强度低合金钢不能同时满足高强度和良好的冷成形性，尤其是超过700兆帕的拉伸强度等级最近开发的相变诱发塑性钢（TRIP）满足这一要求它拥有一个铁素体，贝氏体和残余奥氏体多显微组织塑性变形过程中奥氏体向马氏体转变增强应变硬化，并了颈缩发，的伸长率和强度然而，大部分TRIP钢的合金元素和热条件对冷轧微观和性能的影响热轧TRIP钢特别是对控轧和冷却冷轧TRIP钢相比热轧TRIP钢具有许多优点，如更短的生产工艺和能耗成本，生产有更多的实际意义然而，TRIP钢热轧过程中冷却控制是基于上述，本研究热轧后冷却方式微合金化钢板微和力学性能和多相显微突破限制。 在目前的研究中，钢的化学成分是碳 0.2，硅1.5，锰1.45，铌0.03，铝0.03，磷0.007，硫0.003铁（质量分数，）。钢锭在150真空感应炉内熔化，并厚度锻造为80mm，然后切成70mm×80mm×100mm大小的坯。热轧实验在轧机上进行。根据铌在碳，氮中的溶解度，将坯料在加热炉内以1200℃奥氏体化2小时，以保证铌完全固溶为奥氏体。之后，在再结晶和非再结晶奥氏体区轧制9道次，使钢板最终厚度为14。终轧温度在820℃左右。终轧之后，钢板通过3种冷却方式冷却到预定的温度，如图1所示。不同冷却方式通过在不同的冷却区域调整水流量进行控制。冷却模式Ⅰ两步冷却，即空气冷却（AC）和随后的超快速冷却（UFC）。冷却方式Ⅱ和Ⅲ都分三步冷却，即层流冷却（LC）和UFC的中间空气冷却，以及UFC早期和晚期的中间空气冷却。最终冷却温度为440℃至460℃。其次是 Fig·1　Schematic diagram of cooling patterns 整个实验过程中，用红外测温仪测量钢板表面温度根据GBT 228-2002拉伸试样沿纵向方向切。性能5105-SANS的万能试验机5mm/min的十字头测定。微观4%硝酸酒精溶液腐蚀后Q550IW光学显微镜（LOM）和扫描显微镜（SEM）进行观察TEM研究的薄双喷电解观察微量位错和析出X射线衍射分析使用衍射和CoKα辐射，以确认在微观残余奥氏体量。 2.1冷却方式对力学性能的影响 表1显示了试验钢的力学性能。试样的屈服强度（YS），极限抗拉强度（UTS），屈服率（YR），总伸长率（TEL）和强塑积（UTS×TEL）如图2所示。试样1，2和3分别对应冷却方式Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ。试样1具有最小屈服强度和最大抗拉强度，试样3显示了最大屈服强度和最小抗拉强度。试样2与试样1相比，具有较高的屈服强度和相对较低的抗拉强度。就总伸长率而言，试样1和2几乎具有相同的值（分别是31.1%和30.8%），而试样3具有最大的伸长率37.2%。在图2（c）中强塑积（UTS×TEL）与图2（b）总伸长率呈现出类似的趋势。试样3强的塑积最大，为28384Mpa·%。如图2（d）所示，试样经冷却方式Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ冷却后屈服率增加。然而，这些值小于0.75。 Fig·2　Tensile properties of three specimens 图2 三个试样的拉伸性能 2.2冷却方式对微观的影响 冷却模式的LOM显微照片三个试样的显微组织由铁素体和贝氏体冷却方式，获得铁素体晶粒的微观比较细分布均匀相应的约6.3μm和5.6μm冷却方式，相比，冷却模式的铁素体晶粒比较粗，其大小约7.5μm在三个试样的微观铁素体量分别达到40.7，41.5和43.4在图3也可以看出，有两种形式的铁素体，多角形或等轴后者在微观量从试样1至试样3逐渐增加。X-射线衍射证实残余奥氏体存在奥氏体量分别是13.5，11.3和13.2图4显示了拉伸试验前3的X射线衍射残余奥氏体也通过观察图5展残余奥氏体3的衍射图样可以看出，残余奥氏体贝氏体铁素体板条之间，或在铁素体/贝氏体界面。 Fig·3　Optical microstructures of specimens under different cooling patterns 图3 不同冷却方式下试样的金相组织 Fig·4　XRD pattern of specimen 3 before tensile test 图4 拉伸试验前试样3的X射线衍射图样 Fig·5　TE