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30 现 代 冶 金 2015年第 4期 通过快速加热形成超细晶粒双相钢 (加拿大)HamidAZIZI—ALIZAMINI 摘 要：研究了0．17wt％C和0．74wt％Mn普通低碳钢的超细晶粒双相钢组织 ，通过快速加热使非常细小的铁素 体 一碳化物聚集在临界退火区域内，随后进行水淬，这种快速热处理能形成超细晶粒双相钢，提高钢的性能。检测 了热处理工艺参数如加热速度和临界退火时间对显微组织和机械性能的影响，促进晶粒细化的关键参数是纳米级 渗碳体粒子的分布，这对奥氏体的形核位置及限定时间内显微组织的粗化起到了重要作用。由于有一定的加工硬 化性 ，超细晶粒双相钢的机械性能有极好的强度与延伸率组合。 关键词 ：普通低碳钢；快速加热；超细晶粒；临界退火；双相 对0．17wt％C和 1．6wt％Mn的低碳钢在临界退火 1 前言 时进行大应变臂形变可提高 UFG双相钢的机械性 汽车轻量化的需求促进了先进高强钢 (AHSS) 能，但相 同工艺用于 0．87wt％Mn洁净钢得到切是 的发展，超轻车体钢概念 (ULSABAVC)和超轻汽车 由铁素体 、珠光体和马氏体组成的相应 CG组织。 研究就是这一领域全球的一个热门，AHSS包括双 Mukherjee等通过工业化更适用的工艺应变诱导转 相、多相和塑性诱导转变 (TRIP)钢的用量正逐步增 变成功开发了UFG双相组织，然而本研究主要初衷 长，预计2015年用量可达到 35％。双相钢提供的 是把这一方法用于热轧产品甚至冷轧和涂镀钢板。 独特的机械性能组合使其成为汽车工业所选材料之 快速加热和冷却试验即快速退火转变 (RTA)和瞬 一 ， 连续弯曲、高的加工硬化速率和相对好的成形性 时处理用 于研究钢 中超 细晶粒结构，Andrade— 对于汽车生产都是所要求的基本性能，但在汽车工 Carozzo和 Jacques报道 ，使初始状态为冷轧铁素 业竞争中要求进一步改善这些基本性能，一种办法 体 一珠光体组织快速加热到临界退火区域，含 Nb 是不加合金化元素，通过晶粒细化提高钢的强度，但 低碳钢最终双相组织中的晶粒得到细化，但对普通 这种方法会产生有害影响，如逐渐减小加工硬化速 低碳钢中UFG双相钢的变化研究有限，因此，本研 率和导致铁素体钢中的吕德斯带，限制了其用于结 究用冷轧和退火处理相结合的方法对0．17wt％C和 构材料 。平均晶粒尺寸在 1～3m之间的超细晶粒 0．74wt％Mn的普通低碳钢 中UFG双相组织的变化 (UFG)铁素体钢的屈服比一般高于0．9，但对于细 进行了探索，系统研究了组织初始状态和处理参数 化双相钢显微组织有不同方面的报道 ，Balliger和 如加热速度和临界退火时间对显微组织变化和最终 Gladman表明细化双相钢中的马氏体岛可提高加工 机械性能的影响。 硬化速率，Tsipouridis等报道了在 Cr—Mo合金化钢 2 材料和试验过程 中，可通过细化晶粒提高双相钢的强度而不影响韧 性，屈服比为0．59的C—Mn超细晶粒双相钢 比粗 本研究所用热轧低碳钢的化学成分见表 1，图1 晶粒钢好，还有 Park等报道常规粗晶粒 (CG)双相 表示 由80．0±1．7％铁素体和2O．0±1．7％珠光体 (DP)钢的机械性能如连续弯曲和低屈服比有可以 组成的热轧态显微图，设计三种不同的热处理工艺 转变成 UFG级别的希望。 以产生不同的显微组织 ，即 1)冷轧马氏体 ；2)冷轧