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成分差异对低成本热轧双相钢组织性能的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-11-10
在C-Mn钢的基础上，分别添加了Nb-Ti和Nb-Ti-Cr，利用三段式冷却工艺得到了铁素体和马氏体双相组织，分析了微合金元素Nb和合金元素Cr对双相钢组织和性能的影响。
随着控轧控冷技术的不断发展，人们越来越认识到，通过轧后冷却来改善钢板性能是热轧产品开发的有效途径。而热轧双相钢是低碳钢或低碳合金钢经过控轧控冷工艺得到的主要由铁素体(F)和少量(体积分数<20%)马氏体(M)组成的高强度钢。由于双相钢具有屈服强度低、连续屈服、屈强比低、加工硬化率较高和伸长率较大等特点而广泛用于汽车工业。高强度双相钢用在车门防撞横梁、保险杠加强体、车轮的轮辐和轮盘。超轻钢车体(ULSAB)组织预测，双相钢(DP)将占未来车体总重量的74%。为了降低热轧双相钢的生产成本，通过控制轧后冷却路径和低温卷取工艺开发了无Mo型热轧双相钢，主要包括C-Mn系，Nb-Ti系和含Si-Mn-Cr系，而不同成分体系必然导致热轧双相钢组织性能差异。本文在C-Mn钢的基础上，分别添加了Nb-Ti和Nb-Ti-Cr，利用三段式冷却工艺得到了铁素体和马氏体双相组织，分析了微合金元素Nb和合金元素Cr对双相钢组织和性能的影响。
实验钢C-Mn钢的成分为（质量分数，%）：0.074C，0.280Si，1.385Mn，0.0015S，0.0076P，0.0350Als。在此基础上，分别添加了0.020Nb-0.012Ti和0.019Nb-0.015Ti-0.237Cr。坯料采用160kg真空炉冶炼，加热锻造成65mm×65mm×100mm的坯料，在Φ450轧机上进行热轧试验，压下规程为65-45-32-24-18-14-11-8-5-4mm。三种试验钢均采用两阶段轧制，两阶段开轧温度为900℃，终轧温度为830℃，轧后以冷速75.5℃/s冷却至670℃，空冷8s后，立刻快速冷却至200℃左右。三种成分的控轧控冷工艺相同，热轧后截取拉伸试样检测力学性能。
采用低终轧温度以及轧后三段式冷却工艺，C-Mn钢、添加Nb-Ti钢和添加Nb-Ti-Cr钢均可得到铁素体和马氏体双相组织。C-Mn钢抗拉强度高于580MPa，Nb-Ti钢和Nb-Ti-Cr钢抗拉强度超过700MPa，伸长率均高于20%，屈强比低于0.7。C-Mn钢的铁素体含量较高，塑性最好，但强度和屈强比较低；Nb-Ti钢中微合金元素析出物主要为富Ti的(Nb，Ti)(C，N)，尺寸为30nm左右，由于固溶Nb的拖曳作用，铁素体含量低，马氏体含量和抗拉强度较高，但细晶强化作用使得屈服强度较高，屈强比增加；与Nb-Ti钢相比，含Nb-Ti-Cr钢组织中的马氏体含量增加，抗拉强度提高，导致其屈强比较Nb-Ti钢低。
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