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汽车用高强度TRIP钢组织性能及成形工艺
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间：2013-11-14
目前，我国已成为汽车产销量的第一大国，随着汽车产量和保有量的增加，油耗、安全和环保已成为亟待解决的三大问题，除提出相应的法规进行约束外，各国汽车工业界认为，汽车轻量化是解决以上问题的有效手段，这是因为减轻汽车的质量可减少能源消耗和温室气体排放。研究表明，汽车约75%的油耗与整车质量有关，汽车质量每下降10%，油耗下降8%。对商用车的研究表明，汽车质量每减少1000公斤，油耗可下降6～7%，油耗的下降表明CO2、NOX等有害气体排放减少。另外，汽车质量的减少，会降低动力和动力系统的负荷，提高行驶的平稳性和舒适性，因此需要提高汽车用钢板的强度、刚度和塑性，以尽量减轻汽车板的厚度和用量。
TRIP钢具有良好的强度，同时也具有良好的塑性，目前国内外大量用于生产汽车板和其他汽车零件。国内外工业生产用TRIP钢的抗拉强度主要有600MPa和800MPa规格的，此外，1000MPa以上级别的TRIP钢也正在研制。由于TRIP钢在热成形过程中会发生相变诱发塑性和形变诱发马氏体相变，所以热成形工艺参数、温度、变形速率、冷却速度等都会影响到成形后工件的组织和性能。
相变诱发塑性钢通常为多相组织，由铁素体、贝氏体和残余奥氏体三相组成。TRIP效应是钢中的残余奥氏体在产生应变时转变为马氏体，从而提高了塑性，达到了强韧化的目的。TRIP钢的特征归纳为：强度高、韧性大，具有良好的成形性，加工硬化指数较高，疲劳强度高，成形后烘烤硬化性能强，加工硬化指数高，受冲击时吸收能量较高。
由于钢中具有足够的残余奥氏体量，具有TRIP现象，即当制件受到外加应力冲压变形时，在应力集中区域的残余奥氏体转变为马氏体，使该区域的强度得到提高。这种变化延迟了该区域的进一步变形，因而使均匀伸长率和总伸长率数值升高，提高了钢的塑性和强度，满足了汽车形状复杂零件成形和安全的要求。
TRIP钢良好的性能是残余奥氏体应变诱发相变和铁素体基体相共同作用的结果，因而在热成形连续冷却过程中需要控制工艺参数和铁素体的体积分数。铁素体硬度较低，塑性好，是TRIP钢成形性能的关键相，一般体积分数在50%以上。在拉伸成形时，铁素体可吸收残余奥氏体转变为马氏体，体积变化产生能量，从而强化了铁素体。残余奥氏体对TRIP钢性能的影响取决于该相所占体积分数，只有当钢中的残余奥氏体的体积分数大于8%，在变形时才能产生TRIP效应。
汽车用高强度TRIP钢的性能和组织密切相关，而组织又取决于成形工艺，成形工艺又与设备和操作技术相关。TRIP钢具有广阔的使用前景，目前对其复杂的组织、性能的影响因素及TRIP效应的机理尚有待于进一步研究和完善。
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