含磷低锰钢板的研制

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1990.04.022 北京科技大学学报 第12卷第1期 Vol.12 No.4 1990年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing Ju1y1990 含磷低锰钢板的研制 余永宁·张刚 摘要：以低锰（≤2%)含确锅版为树象，探紫在罩式炉进行的张得双相组织的网婀 退火工艺，并研究磷对周期近火后钢板的组织和性能的影啊，以提供适合我国治金汇业生产 条件的抗拉滋度≥50MPa,延仲中≥27%的含磷钢板生产依据。实验结果表明，含锰~26， 磷(0.1~0.13)%的钢板，经680°C保温8h,博在730°C保温4h,随炉以50C/h速度冷却至 400'C后空冷的周期退火工艺君火，可以达到上述捉出的性能要求，并且冲正成型性能良好。 关键词：双相钢，周期退火，含磷钢 Study on Phosphorus Containing Low Manganese Steel Yu Yongning'Zhang Gang' ABSTRACT:A cyelic anncaling process of phosphorus containing low manganese steels plates in bell-type furnace,being aimed at dual phase microstructures,is studied.The influence of phosphorous on microstructures and mechanical prope- rties of cyclicly anncaled steel plates is investigated also,which provides good referenccs for the production of P containing steel plate.The experimental results show that the steel plates containing~2%Mn and (0.1~0.13%)P,which are treated under a cyclic anncaling process at 680C for 8h follwed by 730C for h,then furnace cooled lo 100C and air cooled below 400C can meet the mechanical property requirement of T.S..540MPa,El.27%and good drawing qualily. KEY WORDS:dual phase steel,cyclic anncaling,phosphorus containing steel 双相钢其有屈服强度低、成型性好、初始加工硬化率高等特点，在冲压板材中获得应 用。根据我同治金工业产的条件，利用现有的甲式炉设备进行周期退火以获得双相组织 1989-10-07收腐 ·材料科学'与上程东(Department of Materials Sicenee and Engincering) 332

第 卷 第 期 年 北 京 、 一 少 科 技 大 学 学 报 犷 含磷低锰钢板的研制 余永宁 ’ 张 刚 洲尸 摘 要 以 低 锰 含磷钢 板 为对 象 ， 探 索 在罩 式 炉 进 行 的 获得双 相组 织 的 周期 退 火 工艺 ， 并 研究 磷 对 周期 退 火 后 钢 板 的组 织 和 性能 的影 响 ， 以 提 供适 合我 国 冶 金 〔 业 生产 条件 的抗 拉 强 度 ， 延 伸率 的 含 磷钢 板 生产 依 据 。 实验 结 果 表 明 ， 含 锰 一 ， 磷 的 钢板 ， 经 保温 ， 再在 了 保 温 ， 随 炉 以 速 度冷 却 至 后空 冷 的 周 期退 火 工 艺 退火 ， 可 以 达 到上 述 提 出的性能 要求 ， 并且 冲压成 型性 能 良好 。 关 健 词 双 相钢 ， 周期退 火 ， 含磷钢 夕 夕 ， 夕 ， 认 · 一 少 · ， 一 ， 了 ， 、 。 、 一 ， 一 一 。 写 ， 、 手 · 、 、 · ℃ ， 一 、 ‘ ℃ 、 少 ， · 一 ‘ 入 。 ， · 乡 一 乡石 记 。二 、 。 。 ， 夕 ， 于一 产 双 相 钢具 屈 服 强度低 、 成 型性 好 、 初 始 加工 硬 化 率 高等特 点 ， 在冲 压板 材 中 获 得 应 用 。 根 据 我国冶 金工 业生产 的 条件 ， 利 用现 ’ 的 翠式炉 设 备进 行 周期退 火 以获 得 双 相 组 织 一 一 吐交稿 材料 科学 ’ 程 系 吸 ‘ DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1990．04．022

(铁素体和马氏体)是一个实际的途径。由于罩式炉的冷却速度缓慢，对于一般含锰量不高 (<2%)的低碳钢板，必需调整原来的周期退火工艺才可能获得双相组织。另外，双相钢 板的深冲性能比普通的低强度冲压钢板低。文献报导1’2〕磷能改善钢板的深冲性能，但磷 在双相钢中的作用仍未见报导。本文以低锰(~2%)钢板为对象，(1)探索用罩式炉退火 获得双相组织的周期退火工艺；(2)研究磷对低锰钢板组织和性能的彩响。目的是提出适合 我国冶金工业生产条件的，性能要求为：抗拉强度≥540MPa,延伸率≥27%，塑性应变比 ≥1的含磷低锰钢板的生产依据。 1实验用钢板成分和原始组织 实验用钢板的成分列于表1。其中E钢是由鞍山钢铁公司提供的，作为不含磷（含常规 磷量)的钢板供对比用。它是由2.88mm热轧钢板坯冷轧成的1mm钢板。其它的A、B、C、 D4种钢分别含不同量的磷，它们是由真空感应炉治炼，浇注成28.5kg的锭子，经锻造，热 轧成3.5mm的板坯，然后分别冷轧成2mm、1.5mm和1mm等3种实验钢板。所有钢板的原 始组织为铁素体加变态珠光体，随着钢板的含磷量增加，珠光体的数量略有减小。 表1实验钢板的成分 Table 1 Composition of experimental steel 成 分， wto 钢板代号 Mn Si A 0.09 1.91 0.38 0.047 夕 0.093 1.90 0.37 0.083 C 0.093 1.84 0.37 0.11 D 0.085 1.88 0.36 0.13 E 0.090 2.32 0.35 0,008 2实验及实验结果 2.1获得双相的周期退火法方的探索 文献报导：s?,低碳Si-M钢采用周期退火时由室温向临界区缓慢加热过程中锰向碳化 物偏聚。若在临界区以下能使锰充分地向碳化物偏聚，则珠光体的平均含锰量高。当在临界 区保温时，珠光体很快转变为奥氏体，在初形成的奥氏体中保留了高浓度的锰。另外，在爽 氏体向铁素体长大时，锰也发生从铁素体向奥氏体转移的再分配。为了获得淬透高的含锰量 较高的奥氏体，以保证在比较缓慢的冷却速度下也能转变为马氏体，设计的周期退火工艺 为：先在稍低于A©：的温度(T:)保温一段时间(t),目的是使锰充分向碳化物偏聚，然 后再在临界区中某一温度(T2)保温12时间，以获得适量的锰奥氏体，然后随炉以50℃/h 的速度冷却，冷至400℃后空冷。 对各种试验钢用加热到不同温度淬火然后观察是否出现马氏体的方法估计铜的A℃1温 度。结果表明，各钢的Ac1在705~715℃范围。因此，取680℃作为周期退火的T1。取 333

铁素体和马 氏体 是一个实际 的途径 。 由于罩式炉 的冷却速度缓 慢 ， 对 于一般含锰 量不 高 的低碳 钢板 ， 必需调整原来 的周期退火工 艺 才可能获得双相组织 。 另外 ， 双相 钢 板 的深冲性能 比 普通 的低强 度 冲压钢板低 。 文献 报导 〔 ” “ 〕 磷能改善钢板 的深冲性 能 ， 但 磷 在双 相 钢中的作 用仍未见 报 导 。 本文 以低锰 一 钢板为对 象 ， 探索用 罩式炉退 火 获 得双相组织的周期退火工 艺 研 究磷对低锰钢板组织和性 能的影 响 。 目的是 提出适 合 我 国冶 金工业生产 条件的 ， 性 能要 求 为 抗 拉强 度 ， 延 伸率李 ， 塑性 应 变比 的含磷低锰 钢板 的 生产依据 。 实验用 钢板成分和 原始组织 、 、 实验 用 钢板 的成 分 列于表 。 其 中 钢是 由鞍 山钢铁 公 司 提 供 的 ， 作 为不含 磷 含常规 磷 量 的 钢板 供对 比 用 。 它 是 由 。 热 轧 钢板 坯 冷轧 成 的 钢板 。 其它 的 、 、 、 种 钢分别含不 同量 的磷 ， 它 们 是 由真空感应炉 冶炼 ， 浇注 成 。 的锭 子 ， 经 锻造 ， 热 车 成 。 的板 坯 ， 然后分 别冷轧成 、 。 和 等 种 实验 钢 板 。 所 有钢 板的原 始组织 为铁 素体 加 变态 珠光 体 ， 随着 钢板的 含磷 量增加 ， 珠光 体的 数量 略 有减 小 。 表 实 验 钢 板 的 成 分 成 分 ， 钢 板 代号 － － 一 － － 。 。 。 。 。 。 ， 。 。 。 。 。 实验及 实验结果 获得双 相 的周期退 火 法 方 的探 索 文献报 导 〔 “ ’ ， 低碳 一 纲采 用 周期退 火时 由室温 向 临界区缓 慢加热 过程 中锰 向 碳 化 物偏聚 。 若 在临界区 以下 能使锰充分 地 向碳 化物偏聚 ， 则 珠 光 体的平均含锰量 高 。 当在临界 区保温时 ， 珠光 体很 快转变为奥 氏体 ， 在初形成 的奥 氏体 中保 留 了 高浓 度 的锰 。 另外 ， 在奥 氏体向铁 素体长 大时 ， 锰也 发生 从铁 素体向奥 氏体转移 的 再分配 。 为 了获 得淬透 高的含锰 量 较 高的 奥 氏体 ， 以保证 在比较缓 慢的冷 却速度下 也 能转变 为 马 氏 体 ， 设 计 的周期 退 火 工 艺 为 先 在稍低于 ，的 温度 〔 保温一 段 时 间 ， 目的 是 使锰充分 向碳 化物偏聚 ， 然 后 再在临界区中某一 温度 保温 时 间 ， 以获 得适 量 的锰奥 氏体 ， 然后随 炉 以 ℃ 仆 的 速度 冷却 ， 冷至 。 ℃ 后空 冷 。 对 各种 试验 钢用 加热 到 不 同温 度 淬火然 后观 察是否 出现马 氏体 的方 法 估 计 钢 的 ，温 度 。 结果 表 明 ， 各钢的 在 一 ℃ 范围 。 因此 ， 取 ℃ 作为 周 期 退 火 的 。 取

730℃和750℃作为周期退火的T2。保温时间t1取8h和16h,t,取4h和8h,用这些参数组合 成5种周期退火工艺，具体工艺参数列于表2。 因为各种含磷钢的成分除了含磷量不同外，其它成分大体相同，所以只采用含磷量最低 表2周期退火工艺参数 Table 2 Parameters of periodical annealing procedure 工艺号 T1,℃ 1,h T2,℃ t2,h 1 680 8 750 4 e 680 16 750 4 思 680 8 750 8 4 680 730 4 680 8 730 8 表3A钢和D钢经表2所列退火工艺退火后的马氏体和黑色组织的体积百分数 Table 3 Martensite and black-microstructure (Vol%)of steel A and steel D after annealing 体积百分数，Vo1% 退火工艺号 钢号 马氏体 黑色组织 2 15 D 9 14 A % 14 D 2 14 2 12 0 2 12 A 2 12 9 10 A 2 11 D 10 图1D钢经4号退火工艺退火后的组 图2D钢经4号退火工艺退火后的扫描电镜照片 织（浸蚀剂：Lepera) Fig.2 SEM photogragh of steel D treated Fig.1 Microstructure of steel D treated by No.4 anncaling procedure by No.4 anncaling procedure 334

。 ℃ 和 ， ℃ 作为周期退火 的 。 保温时间 取 和 ， 九 取 和 ， 用这些 参数组合 成 种 周期退 火工艺 ， 具体工艺参数列于表 。 因为 各种含磷 钢的成分除 了含磷量不 同外 ， 其它成分大体相 同 ， 所 以只采 用含磷量最低 表 周 期 退 火 工 艺 参 数 工艺号 ， ℃ ， ， ℃ ， ， 表 钢和 钢经表 所列退 火 工 艺退 火 后 的马 氏体和黑色组 织 的体积百分数 。 一 体 积 百 分 数 ， 退 火工艺号 钢 号 马 氏体 黑色组 织 曰二目几 曰︸ 目几曰 任月 几‘二 ，曰目， 一二山 ‘，︸ 上，上， “六︸ 图 钢经 号退火 工艺退 火后的 组 织 浸 蚀剂 图 钢经 号 退 火 工艺退 火后的扫描电镜照 片

的A钢和含磷量最高的D钢作探素退火工艺试验。退火后，金相试样用Lepera浸蚀剂浸蚀。 两种钢经不同工艺退火后的组织大体相似（图1），由铁素体（灰色）、马氏体（白色）以及 一种黑色组织纽成。不同工艺退火各种组织的相对量略有差别。经定量金相分析，各种工艺 退火后的组织中马氏体和黑色组织的体积百分数列于表3。 为了辨明黑色组织的本质，试样先用2%硝酸酒精浸蚀，然后再用一种混合液浸蚀。混 合液由25m过氧化氢、25ml水、2ml硝酸以及2滴氢氟酸混合而成。浸蚀后的试样在扫描 电镜下观察，马氏体呈黑色，碳化物呈白色。图2是经这种方法浸蚀的D钢在扫描电镜下观 察的组织。从照片中看出，黑色组织是马氏体和变态珠光体的混合物。因而，所作的双相退 火处理，实际上获得的是三相组织。 用波谱分析方法对锰的分布作了半定虽分析。从D钢经4号工艺退火后锰元素的电子探 针线分析图可看出，锰在马氏体及混合组织中富集。表4列出实验测量的A钢和D钢退火 后锰的分布和它在马氏体及黑色组织的偏聚程度。 从表3的数据香出，A钢和D钢不论经那一种工艺退火后获得的马氏体和混合组织量都 超过10%，根据以组织量预测双相钢抗拉强度的混合定律【4估计，其抗拉强度是可以达到 540MPa的要求的。还可以看出，周期退火的低温保温时间从8h延长到16h,组织量变化不 大，高温保温温度对马氏体量无影响，但温度低时混合组织量略高。高温保温时问变化，对 组织量影响不大。 表4A钢和D钢周期退火后锰在各种组织中的分布 Table 4 Mn distribution among microstructures of steel A and steel D after annealing Mn(M) Mn(X) 钢号 退火工艺号 在铁素体中合量 在马氏体中合量 在混合组织中含量 Mn(F)% Mn(M)% Mn (X)% Ma(F) Mn(F) 1.358 3.261 3.758 2.401 D 2,767 4 1.617 4.323 4.086 2.6r3 2.527 A 1.696 3,89 2.253 2.269 1.328 从表4的数据看出，退火的高温保温温度低，锰的偏聚程度大，并且高磷钢中锰的偏聚 程度较大。 综观退火工艺对组织量及锰的偏聚的影响，采用如下的退火工艺是合适的：680℃保温 8h,再在730℃保温4h,以50℃/h的速度冷至400℃，最后空冷。 2,2磷含量对退火钢板组织的影响 A、B、C、D和E钢经上面推荐的退火工艺退火后，测量共组织中的马氏体和混合组织 的体积百分数。对于含磷的A、B、C和D钢，马氏体量均为36，含磷量对其影响不大，但 混合组织量因含磷量增加而略有减小，从A钢的12降至C和D钢的106，这和磷提高Ac1有 关。由于高磷钢中锰的偏聚程度大，估计在混合组织中的马氏体量会增加。对于含常规磷的 E钢，马氏体量为7%，混合组织量为8%，它的马氏体量较多，是因为它含锰量较高的缘 果。 335

的 钢和含磷量最 高的 钢作 探索退火工 艺试验 。 退 火 后 ， 金 相 试样 用 浸蚀 剂浸 蚀 。 两种钢经不 同工艺退 火后 的组织大体相似 图 ， 由铁 素体 灰 色 、 马 氏体 白色 以及 一种黑色组织组成 。 不 同工艺退火 各种 组织 的相 对 量略 有差别 。 经 定是 金 相分析 ， 各种 工艺 退 火后 的组织 中马 氏体和 黑色组织 的 体积百分 数 列于表 。 为 了辨 明黑色组织的本质 ， 试 样先 用 硝 酸酒精浸 蚀 ， 然后再 用一种混 合液浸 蚀 。 混 合液 由 过氧化氢 、 水 、 硝酸 以及 滴氢 氟酸 混合 而成 。 浸 蚀 后 的试 样 在 扫描 电镜下观 察 ， 马 氏 体呈 黑色 ， 碳化物呈 白色 。 图 是经 这 种方法浸蚀的 钢 在扫描 电镜 下观 察的组织 。 从照片 中看出 ， 黑色组织是 马氏体和 变态珠 光体 的混 合物 。 因而 ， 所 作的双相退 火处理 ， 实 际上获得的是三相 组织 。 用波谱分析 方法对锰的 分 布作 了 半定量分析 。 从 钢经 号工艺退 火 后锰元 素 的 电子探 针线 分析 图可 看出 ， 锰 在马氏体 及 混 合 组织 中富集 。 表 列 出实验 测量 的 钢和 钢退 火 后锰 的分 布和它 在马 氏体 及黑色组织 的偏聚 程度 。 从表 的 数据 着出 ， 钢和 钢不论 经那一 种工 艺退 火 后获 得 的马 氏体和混合 组织 量都 超 过 ， 根 据 以组织量预测双 相钢抗拉强 度的 混 合定律 ‘ 〕 估 计 ， 其抗 拉强 度是 可 以 达到 的要 求 的 。 还可 以看出 ， 周期退火的低 温 保温 时 间从 延 长到 ， 组织 量变化不 大 ， 高温保温温 度对 马 氏体 量 无影 响 ， 但温 度低 时 混 合 组织 量略 高 。 高温 保温时 间 变化 ， 对 组织量影响不 大 。 表 七 钢和 钢 周期退 火 后锰在各 种组织 中的分布 钢 号 退 火 工艺 号 在 铁素体 中含量 在马 氏体 中含量 在 混合组 织中 含量 、 · · · · · 。 。 。 。 。 。 。 从表 的 数据看 出 ， 退 火 的 高温保温温度低 ， 锰 的偏聚程 度大 ， 并且高磷 钢 中锰 的偏聚 程 度较 大 。 综观 退火 工艺对 组织 量 及 锰的偏聚 的影 响 ， 采 用 如下 的退 火工 艺是 合 适 的 ℃ 保温 ， 再 在 。 ℃ 保 温 ， 以 ℃ 的速 度冷 至 ℃ ， 最后 空冷 。 。 磷 含最对 退 火 钢 板组 织 的影响 、 、 、 和 钢经 上面推荐 的退 火工艺退 火 后 ， 测量共组织 中的马 氏体 和 混 合组织 的体积百分数 。 对于 含磷 的 、 、 和 钢 ， 马 氏体 量均 为 ， 含 磷量对 其影 响 不 大 ， 但 混合组织 量 因含磷量增加而略有减 小 ， 从 钢 的 降至 和 钢的 ， 这和磷 提 高 有 关 。 由于 高磷 钢中锰 的偏聚 程 度大 ， 估 计 在混合 组织 中的马 氏体量 会增加 。 对 于 含常规 磷的 钢 ， 马 氏体 量 为 ， 混 合组 织 量 为 写 ， 它 的马 氏体 量较多 ， 是 因为它 含 锰量较 高 的缘 果

2.3确对退火钢板的力学性能和冲压成型性能的影响 对A、B、C和D钢的3种厚度(1mm,1.5mm,2mm)钢板以及E钢板(1mm)分别在 平行于轧制方向(0°)和轧制方向成45°以及90°3个方向取拉伸试样，试样按ASTM E517-81标准制成。所有试样经上面推荐的工艺退火，然后测量性能。拉伸试验是在25t的 Shimadzu拉伸试验机上进行，拉伸的应变速度为0.02mm/min条件屈服强度c,.2从纪录的 拉伸曲线上测量，抗拉强度T,S.以及均匀延伸率♂直接由拉伸试验机的计算机打印出来， 应变硬化指数n由计算机跟踪打印出的应力、应变数据，按ASTM E646-78给的回归公式 计算出来。塑性应变比是以试样标距两端以及标距内的中点3处的原始宽度平均值和应变 达到3.75%时这3处宽度的平均值按ASTME-517标准计算出来。 2.2,1力学性能所有试验钢的拉伸曲线都具有双相钢的连续屈服的特点（图3）。 0.7 0.5 8.00 0.3 .--Yield strength 610 Tensile strength 至 4.00r/ 410 E 1mm 210 o2.0mm 0.00 01,5mm 10L ●1.Cmm Displacement,mm 0.00 0.040.08 0.12 0.16 P,wt% 图31mm厚钢板的拉伸曲线 图4钢板的强度和屈强比与合裤最的关系 Fig.3 Tensile curves of 1mm thick steel Fig.4 The relation of strength and yicld plates strength and tensile strength ratio with phosphorus content 图4是试验钢不同厚度钢板的强度及屈强比。从图看出，3种不同厚度的钢板的强度相 差很小，并且磷含量对强度影响的规律对3种厚度钢板是相同的。磷同时提高屈服强度和抗 拉强度，是因为磷能强烈地强化铁素体。除了不含磷（含常规量）的E钢外，其它试验钢板 的抗拉强度都大于540MPa。山于磷提高屈服强度的幅度比提高抗拉强度的大，所以屈强比 也略有增加，但都小于0.54。 图5是试验钢的均匀延伸草及总延伸率。不同含磷量以及不同厚度的钢板的延伸率都变 化不人。均匀延伸在17%~20%范围，总延伸率在27%~30%范围。为了综合评价强度和 塑性，以抗拉强度和延伸率的乘积作为评价指标。图6是试验钢的抗拉强度和总延伸率乘积 值和含磷量的关系。从图看出，这个乘积随含磷量增加而大幅度增加。说明磷的加入可使钢 板有更好的强韧性。 2.2.2冲压成型性能主要计论力学性能的各向异性程度、塑性应变比和应变硬化指数。 沿钢板轧制方向、45°方向和90°方向的强度和延伸率各自的差异都很小，强度弟异的最 大幅度为20MPa,延伸幸最大差异为2%。 336

礴对 退 火 钢板 的 力学性能 和 冲压 成 型 性能 的影晌 对 、 、 和 钢的 种厚度 ， ， 钢 板 以及 钢板 分别 在 平 行 于 轧 制 方 向 。 “ 和 轧 制 方向成 。 以及 个 方 向 取 拉 伸 试 样 ， 试 样 按 一 标 准 制成 。 所 有试样经 上面推 荐的 工艺 退 火 ， 然后测 量性 能 。 拉伸试验 是 在 的 拉伸 试验 机上进 行 ， 拉伸 的 应变速度为 。 条件屈 服强度 ‘ 二 从纪录 的 拉伸 曲线 上测 最 ， 抗 拉强 度 以及 均匀延伸率 ‘ 。 直接 由拉伸试验 机 的计算机打 印出 来 ， 应 变 硬化指 数 由计 算机 跟踪 打 印 出的应 力 、 应 变数 据 ， 按 一 给 的 回 归公 式 计算 出来 。 塑性应 变 比 是 以试 样 标距 两端 以及 标距 内的 中点 处 的原 始宽度平 均值和应 变 达 到 时 这 处 宽度 的平 均 值按 一 标 准 计 算 出 来 。 ， 力 学性 能 所 有试验 钢 的拉伸曲线 都具 有双 相 钢的 连续屈 服的特点 图 。 尸尸 钾之层记 卜为 勺必 闷 和乙 飞 ， ‘ 一习 一 目勺 一 月 尸曰 下牙洲 叼 目 口口 ， ， 一 一 一 一 二 琴 。 」‘ 一 州 一 声一口 口 口 分 一 一 沪 ‘ 经弓 习 幸厂 “ ， 图 厚 钢 板的宇左伸 曲爹交 图 钢 板的强 度和 屈 强 比 与含礴 最的 关 系 图 是 试验 钢 不 同厚度钢 板的 强 度及 屈强 比 。 从 图看出 ， 种不 同厚 度 的 钢 板的强 度相 差 很 小 ， 并且磷含 量对 强 度影 响 的 规律 对 种厚 度钢 板是相 同的 。 磷 同时 提高屈服 强 度和 抗 拉 强 度 ， 是 因为磷 能强 烈 地强 化 铁 素体 。 除 了不含磷 含 常规 量 的 钢外 ， 其它 试验 钢 板 的 抗 拉 强度 都 大于 。 山于 磷 提高屈 服强 度的 幅度 比 提高抗 拉 强 度的大 ， 所 以 屈 强 比 也 略 有增 加 ， 但都 小 于 。 图 是 试验 钢 的均 匀延 伸 率 及 总延 伸 率 。 不 同含磷 录以及 不 同厚度 的 钢 板 的延伸 率都 变 化 不 大 。 均 匀延伸 率 在 一 范 围 ， 总延 伸 率在 一 范 围 。 为 了综 合 评价强 度和 塑性 ， 以抗 拉强 度 和延 伸 率的 乘 积作为 评价指 标 。 图 是 试验 钢 的 抗拉强 度和 总延伸 率乘积 值 和 含磷量 的 关系 。 从 图 石出 ， 这 个 乘积随 含磷 录增 加而 大幅 度增 加 。 说 明磷 的 加入可 使 钢 板 有 更 好的强 韧性 。 冲压成 型性 能 主 要 论力 学性 能 的各向 异性 程 度 、 塑性 应 变比 和应 变硬化指数 。 沿 钢 板 轧 制方向 、 “ 方 向和 “ 方 向的强 度和延 伸 率 各 自的 差 异都很 小 ， 强 度差 异的 最 大 幅 度 为 ， 延 伸率最大 差 异为 。 尹

40 -Total elongation 200 -Uniform elongation 180 9 30 160 uoneuo[ 国X 140 62=88 o2.0mm 120 o2.0mm 01.5mm o1.5mm 10 。1.0mm o1.0mmi 0.00 0.040.080.120.16 100L 0.00 0.04 0.08 0.120.16 P,wt% P,wt% 图5铜板的延伸书和合磷量的关系 图G抗拉强度和延伸率乘积与含磷量的关系 Fig.5 Elongation vs.phosphorus content Fig.6 Product of tensile strength and elongation vs.phosphorus conten t 目前普遍采用塑性应变比”来评价钢板深冲性能的好坏，”值定义为单轴拉伸时钢板宽 度方向真应变（ew)和厚度方向真应变(e,)之比(ex/e:)。鉴于钢板不同方向取样的r值 不同，一般采用与轧制方向成0°、45°和90°试样的r值(r0,r45,rg)的平均值rm作为评价 指标，rm=(1/4)(r0+2r45+rgo)。以△r=(1/2)(r0-2r45+ra)来衡量各方向的差异程度。 各试验钢的rm和△r值如图T所示。除了含常规 0.40 磷的E钢外，其它含磷的钢的rm值都大于1， 分 并且随含磷量增加而增加。3种不同板厚的rm 0.20, 值以1.5mm的最大。△r值大体都在0.1上下。 郭华尉)研究了双相区退火对双相钢的织构 0.00 0.15 及r值的影响，指出r值随退火温度变化出现 0 最大值，冷轧量不同，出现最大值的温度也不 1.00 同，它随冷轧变形量增加而降低。根据这样的 0.50 o 2.0mm 看法，1.5mm钢板的rm值最高，可能是现行退 o 1.5mm 01,0mm 火温度（高温保温温度）是处在1.5mm钢板 0.00 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 获得最大值的温度附近。 P,wt% 应变硬化指数n是衡量材料的硬化能力的 图7钢板的平均塑性应变比rm和dr 实用指标，在数值上等于最大均匀真应变。测 与含跸量的关系 得所有钢板的n值都在0.25~0.27之间。 Fig.7 Mean plastic strain ratio rm and r vs.P content 比较钢板不同方向的强度和塑性，并从测 量的rm、Ar和n值看，含磷钢板经周期退火后，冲压成型性能是好的。 3结 论 (1)含~2%M的低碳钢板中，加人0.11%~0.13%磷，经周期退火后可以获得双相 之 (三相)组织，其中马氏体和混合组织量约为13%。 337

、 、 霎 ︸利‘ 阁日俐工一加。助。﹄切。 ‘ 东︸︹国‘加二。叭 、 、 一 ‘ 一 一 一 弓 一 。 刁坏声乙 少 尸 『 洲 爪 价 。 卫 ， ， 图 钢 板 的延 伸率 和 合磷量 的关 系 ， 图 抗拉强 度和 延 伸率乘积 与 含磷量 的关 系 五 目前 普遍采 用塑性应 变比 来 评 价钢 板深 冲性 能 的好坏 ， 值定 义为单轴拉伸时 钢板 宽 度方向真应 变 饰 和厚 度方向 真应 变 “ 、 之比 今 厂。 。 鉴于 钢板不 同方 向取样的 值 不 同 ， 一般采用 与轧 制方向成 “ 、 “ 和 “ 试样的 值 。 ， 、 ， 。 。 的 平 均 值 作为评 价 指标 ， 。 ‘ 。 。 。 。 以 。 一 。 。 。 来衡量 各方向 的 差异程 度 。 各试验钢的 。 和 △ 值如 图 所 示 。 除了含常规 磷 的 钢外 ， 其它 含磷 的钢的 值都大于 ， 并且随含磷量增加而增加 。 种不 同板厚的 值 以 。 的最 大 。 值大体 都 在 上下 。 郭华尉 〔 〕 研究了双 相 区退 火 对双相 钢的 织 构 及 值的影 响 ， 指 出 值随退火温度变化 出现 最 大值 ， 冷轧量不 同 ， 出现最大值 的温 度也不 同 ， 它 随冷 轧变形 量增 加而降低 。 根 据这样 的 看法 ， 钢 板 的 值最高 ， 可能是现行退 火温 度 高温保温温 度 是处 在 钢 板 获 得 最 大值的温度附近 。 应变 硬化指数 是衡 量材料的 硬化能力的 实用指 标 ， 在数值上等于最大均 匀真应变 。 测 得所 有 钢 板的 ” 值都 在 一 。 之 间 。 比较 钢 板不 同方 向的强 度和塑 性 ， 并从测 量的 、 不口 值看 ， 含磷钢板经 周期退火后 ， 犷 ‘ 勺闷粉洲 卜 一 二卜 巴润 ‘ 一州户刁 一 口 。 ， 、丫 图 钢 板 的平 均 塑性 应 变 比 ， 和 △ 与含磷量 的 关 系 八犷 。 主 冲 压成型性 能是 好 的 。 结 论 气 含 一 的 低碳钢板 中 ， 加入 一 磷 ， 经 周期退火 后可 以获 得 双 相 三相 组 织 ， 其中马 氏体和混合组织量约为

(2)采用现有罩式炉退火获得双相（三相）钢的周期退火工艺是：680℃保温8h,730℃ 保温4h,以50℃1h速度炉冷至400℃，然后空冷。 (3)含磷的1mm、1,5mm和2mm钢板经周期退火后，抗拉强度>540MPa,延伸率在 27%~30%范围，强度和延伸率在各个方向差异不大。塑性应变比rm>1,△r~0,1,n值在 0.25~0,27范围。含常规磷的钢板(E钢)经退火后的抗拉强度<520MPa,rm<1,△r= 0.17。含磷钢板完全达到要求的强度(540MP)和塑性（27%)，并且冲压成型性良 好。 参考文献 1 Owen W S.Metals Technol.1980,(1):1 2 Matsudo K,et al,Proc.6th Int.Conf.on Texture of Materials, 1983,(2):759 3 Purdy G R.Microchemistry and Transformation Kinetics of Experiments Batch Annealed Dual-phase steels,Reserch Report,McMaster University. 1983 4 Garmony G.Met.Trans.,1973,(4):863 5郭华蔚等。钢铁研究总院学报，1986，(10)：105 高强度冶金机械链条 北京科技大学与河北省三河县链条总厂合作，自1986年起开展了对高强度治金机械链条 的系统研究和开发工作。 高强度治金机械链条研究设计过程中，采用了有限单元法、光弹、极限载荷测试以及链 条计算机辅助设计与绘图等先进技术，简化了设计程序，使新产品具有扎实的理论依据。 高强度治金机械链条由于合理选用材质和热处理工艺，明显地提高了链条的强度和耐磨 性，使用性能指标达到国内先进水平。经过生产实际考核证明：这种链条与传统链条相比， 强度提高10%~20%，使用寿命提高3~4倍，生产设备利用率提高8%~15%。 鉴定组专家们认为，此项研制工作具有开创性，独具特色，在国内居领先地位。高强度 怡金机械链条的主要技术指标超过国内同类产品先进水平，是我国专用链条目前更新换代的 理想产品，具有广泛推广应用价值。 高强度治金机械链条的研制成功及投人使用，将取得明显的经济效益与社会效益。可以 降低金属消耗量和节省检修费用，减轻检修劳动强度，减少检修时间，提高设备利用率。仅 以铸铁机为例，一台铸铁机使用高强度治金机械链条取代传统链条后，每年可节省钢材 12,5t,节省链条费3万元。1台铸铁机每年可多产铸铁208t,相当于节约人民币680万元 以上。 338

采用现 有罩式炉退 火获 得双 相 三 相 钢的 周期退 火 工 艺是 ℃ 保 温 ， ℃ 保温 ， 以 。 ℃ ‘ 速度炉冷至 。 ℃ ， 然后空冷 。 含磷的 、 和 钢板 经 周期退火 后 ， 抗 拉 强 度 ， 延 伸 率 在 一 范 围 ， 强 度 和延 伸率 在 各个 方向差异不 大 。 塑性 应变 比 ， △， ， 。 值在 。 一 范 围 。 含常 规 磷的钢 板 钢 经 退 火 后 的 抗 拉 强 度 ， ， △， 。 。 含 磷钢 板 完 全 达到要 求 的 强度 、 和 塑 性 · ， 并 日冲压成 型 性 良 好 。 尸尸 参 考 文 献 。 。 ， ， ， 入 丁 一 ， ， ， ， 郭华蔚等 钢铁 研究总院学报 ， ， ‘声声 。 。 高强度冶金机械链条 北京科技大 学与河北省三河县链 条总厂 合作 ， 自 年起开 展 了 对高强 度冶 金 机械链 条 的 系统研究和开 发 工作 。 高强度冶 金 机械链 条研究设 计过 程中 ， 采 用 了有限单元法 、 光弹 、 极限 载荷测试以及链 条计算机辅助设 计与绘 图等先进技术 ， 简化 了设计程序 ， 使新产 品具有扎 实的理 论依据 。 高强 度冶 金 机 械链条 由于 合理 选 用材质和热处 理工 艺 ， 明显地 提高了链 条的强度和耐磨 性 ， 使用性 能指标 达到 国内先进水 平 。 经 过 生产实际 考核证 明 这种链 条与传统链 条相比 ， 强 度 提高 一 ， 使用寿命提高 一 倍 ， 生产 设备利用率 提高 写 写 。 鉴定组专家们 认为 ， 此项研制工 作具有开 创性 ， 独 具特色 ， 在国 内居 领先地位 。 高强度 冶 金机械链 条的主要技术指标超 过 国 内同类产 品先进 水平 ， 是 我 国专用链 条 目前更新换代 的 理 想产品 ， 具 有广泛推广应用价值 。 高强度冶 金机械链 条的研 制成功 及投 人 使 用 ， 将 取 得 明显 的经 济效益 与 社会效益 。 可 以 降低 金属 消耗 量和节省 检修 费 用 ， 减 轻检 修劳动强 度 ， 减少检修时间 ， 提高设备利用率 。 仅 以铸铁 机为 例 ， 一 台铸铁机 使用高强 度冶 金机械 链 条取代传统链 条 后 ， 每 年 可 节 省 钢 材 ， 节省链 条费 万 元 。 台铸 铁 机 每年可 多产 铸铁 ， 相 当于节约人 民 币 万 元 以上 。 声