低碳钢烘烤硬化中C元素晶界偏聚_付豪.pdfVIP

第38卷 第2期 辽宁科技大学学报 Vol. 38 No. 2 2015年4月 Journal of University of Science and Technology Liaoning Apr. 2015 低碳钢烘烤硬化中C 元素晶界的偏聚 付 豪，李维娟，刘 洋，张建平，戚翔宇 （辽宁科技大学 材料与冶金学院，辽宁省教育厅材料成型与组织性能控制重点实验室，辽宁 鞍山 114051） 摘 要：针对低碳钢，测试了不同预变形量下的烘烤硬化性能；采用电子背散射衍射及电子探针技术分别分析 了低碳烘烤硬化钢板的晶界特征和晶界元素偏聚。结果表明，随着预变形量不断增加，烘烤硬化值不断增大；钢 中小角度晶界不断增多，但总体上大角度晶界还是占主导地位。退火态和不同预变形量下的烘烤态均存在碳元 素在晶界处偏聚的现象，锰元素没有晶界偏聚。 关键词：低碳钢；烘烤硬化；晶界；偏聚 中图分类号：TG 115.21 文献标识码：A 文章编号：1674-1048（2015 ）02-0098-06 DOI ：10.13988/j.ustl.2015.02.005 随着汽车工业的蓬勃发展，对汽车性能的要 探针技术手段研究应变时效后元素在晶界的偏 求越来越高，提高安全性和降低油耗成为汽车行 聚，以此探究影响烘烤硬化性能的因素。 业的主要目标。高强度钢在汽车生产中大量使 用，烘烤硬化钢板是目前使用较多的高强度钢板 1 材料与方法 之一，具有成形性好、烘烤后屈服强度和抗凹性提 1.1 材 料 ［1］ 高的特点，被广泛应用于制造汽车大型覆盖件 。 实验材料是冷轧退火1.2 mm 厚的低碳钢板 烘烤硬化现象产生的主要原因大多认为是形成 w C =0.21% w N =0.002% 材，其化学成分为：( ) ，( ) ， Cottrell 气团。其原理是对钢板施加一定的预变 w P =0.011% w Mn =0.21% w S =0.0075% ( ) ，( ) ，( ) ， 形，铁素体基体内部产生大量位错，在烘烤过程中 w Si =0.01% w Al =0.019% ( ) ，( ) 。 自由碳原子向位错处扩散，造成碳原子对位错钉 1.2 方 法 扎形成Cottrell 气团，从而提高屈服强度［2- 3 ］。此 将实验钢板按GB/T228—2002 加工成标准拉 外，还有许多因素影响烘烤硬化性能，如化学成 伸试样，使用MTS 810 拉伸试验机进行2% ，5%和 分、预应变、烘烤温度、烘烤时间和固溶碳含量等 10%预变形下烘烤硬化值的测定。烘烤工艺通过 等［4- 10］。B.C.De Cooman 和Jun 等研究表明超低碳 101-1型烘烤箱完成，烘烤温度为170 ℃、烘烤时间 烘烤硬化钢在连续退火或应变时效过程中存在碳 为20 min 。不同预变形下的显微组织与晶界结构 原子向晶界偏聚的现象［5 ，11］。A.K.De 等及Taka-