高冲击韧性、超高强度trip型马氏体钢板! | 法钢特种钢材(上海)有限公司-凯发体育官网

为使轿车低能耗和高强度化,目前抗拉强度大于1.0gpa的超高强度钢板的开发工作十分活跃,并正在推进利用残余奥氏体(γr)相变诱发塑性的超高强度trip钢板在车体的应用。此前已经开发出的新一代超高强度钢板有,在γ区退火后在马氏体开始转变温度(ms)以上或ms和mf(马氏体转变结束温度)之间进行等温转变处理,母相为贝茵铁素体或贝茵铁素体和马氏体的混合组织的c-si-mn系超高强度低合金trip型贝茵铁素体钢板(tbf钢:trip-aided bainitic ferrite steel)、含mn量较高的改善韧性的3~5%mn-trip钢板、急冷到ms以下后,在ms以上进行等温转变处理的q&p钢板(quench and partitioning steel:淬火-配分钢)和q&p钢板热处理后进行回火的q-p-t钢板(quench-partitioning-tempering steel)。这些钢板具有高强度和优良的成形性,将会作为第三代超高强度汽车钢板得到广泛应用。

最近,开发出1.5gpa级高强度trip型马氏体钢板(trip-aided martensitic steel:tm钢),钢板的拉伸凸缘性等于或好于tbf钢板。tm钢的成分是0.2%c-1.5%si-1.5%mn-0.05nb。将tm钢板在γ区退火后,进行20~250℃×1000s的等温转变处理(isothermal transformation process:it处理)。钢板的组织是弥散分布的粗大板条马氏体和体积分量为10~20%的微细板条马氏体 亚稳定γr混合相(ma-like phase:似ma相)。

tm钢利用了γr的相变诱发塑性和弥散分布的似ma相,提高了强度-延性的综合性能,并且可以预知tm钢的冲击韧性也会提高。本文为开发高冲击韧性、超高强度trip型马氏体钢板,对0.2%c-1.5%si-1.5%mn-0.05nb系tm钢的冲击韧性进行了研究,并将所得结果与传统的淬火回火钢(scm420)的冲击韧性和影响冲击韧性的组织因子进行比较。

为开发高冲击韧性、超高强度低合金trip钢板,对0.18%c-1.48%si-1.49%mn-1.0cr-0.2mo-0.05nb的trip型马氏体钢板的微细组织、冲击韧性进行了研究,得出以下结论。

(1)tm钢的微细组织是碳化物很少的板条马氏体和弥散分布的微细马氏体 亚稳定残余奥氏体(γr)混合相组成的复相组织。tm钢中残存着3.7%(体积)的γr。tm钢中的碳化物量为0.9%(体积),少于scm420钢的碳化物量。

(2)tm钢的屈服应力为1258mpa,抗拉强度为1476mpa,上平台夏比冲击功为121j/cm2。scm420钢的上平台夏比冲击功为57~65 j/cm2。tm钢的上平台夏比冲击功是scm420钢的2倍。tm钢的韧-脆转变温度为-130℃,大大低于scm420钢和tbf钢的韧-脆转变温度。tm钢的强度-冲击的综合性能是所有钢种中最好的。

(3)tm钢具有高夏比冲击功的原因是,碳化物少的母相组织和微细弥散分布的似ma相中的γr的trip效果,使冲击时裂纹源空洞的产生、长大和连接受到抑制。tm钢具有低的韧-脆转变温度的原因是,含有亚稳定γr的似ma相微细弥散分布和钢中碳化物含量的减少,抑制了解理裂纹的产生和扩展,以及解理断面变小。

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