·326 工程科学学报，第41卷，第3期 ses from 0.290x104 to 1.286x104m2after 15%compression deformation,and the respective concentrations of C and Cu element enrichment in martensite (the original austenite)increases.Overall,dislocation multiplication produced by high-temperature deforma- tion significantly promotes elemental distribution.After the deformation,the size of bainite lath shortenes and its width increases by 0.1 m,the volume of the bainite transition increased by 14%,and the size of the polygonal ferrite significantly decreases under the DIQ&PB treatment.In terms of mechanical properties,the tensile strength increases by 132.85 MPa,and the elongation increases by 7%:the strength and ductility product reaches 25435 MPa%after intercritical deformation heat treatment.The volume fraction of retained austenite increases from 7.8%to 8.99%,and the mass fraction of carbon in the retained austenite increases from 1.05%to 1.31%after compression deformation. KEY WORDS IQ&PB process:intercritical deformation:dislocation multiplication;retained austenite;product of strength and elongation 近年来，随着汽车工业的进步和发展，一系列先 两相区形变对比实验，利用Gleeble3500型热模拟 进高强钢被广泛生产和应用，高的抗拉强度可应用 实验机完成，试样尺寸为中6mm×100mm,热影响区 于车身结构加固，良好的塑韧性能够满足成型工艺 处的压缩形变量为15%，有效变形尺寸约为6mm. 需求-.应用恰当的热处理和机械加工工艺，合理 工艺流程如图1所示，两相区压缩形变量为15%， 调控微观组织，获得优异的力学性能，己成为汽车用 形变速率为1s 钢生产的研究热点 表1实验用钢的化学成分（质量分数） 2009年，Speer等)提出热轧+淬火-配分 Table 1 Chemical composition of experimental steel (Q&P)热处理工艺来生产高性能热轧板，国内外学 Si Mn Cu Ni P B 者开展了大量研究工作).研究表明，热变形处理 0.181.582.060.410.330.0080.0050.0017 工艺可使晶粒细化，是提高试验用钢强度和塑性的 有效手段和方法0-四.Liu等在Q&P工艺基础上， 在热电偶区域内取样，在日立S4800型场发射 扫描电子显微镜(SEM)上进行表面形貌观察.利用 将热冲压和淬火一配分工艺相结合，引入奥氏体热 AGX型拉伸试验机，对热处理后的试样进行力学 压变形细化品粒，淬火配分后试验用钢强度和塑性 提高-w.王存字等的发现高温形变可使残余奥 测试，拉伸速率为0.2 mm'min1.利用JXA8230型 电子探针(EPMA),对试样室温组织中的元素分布 氏体含量增加，同时残余奥氏体的稳定性提高.此 进行表征，电压为20kV,二次电子分辨率为5nm. 外，Q&P钢中一定量的Cu元素添加，具有固溶强 利用JEM2010场发射透射电镜(TEM)观察不同热 化、析出强化作用的同时，残余奥氏体稳定性明显提 处理工艺下试样组织中的位错形态.利用D/ 高6一切.目前，高温热形变主要应用于奥氏体区以 MAX250OPCX型射线衍射仪(XRD)对试样中残留 及降温过程，针对两相区形变热处理过程中合金元 奥氏体的体积分数进行测定.实验参数为：Cu靶， 素配分行为，及其对组织、性能和残余奥氏体稳定性 步宽0.02°，工作电压为40kV,工作电流150mA.参 影响的研究相对缺乏. 照GB/T8362一1987，采用五峰法对残余奥氏体的 文章以低碳贝氏体/铁素体复相钢为研究对象， 体积分数进行计算.残余奥氏体中碳的质量分数， 以两相区形变后保温一淬火(DIQ)工艺为基础，研究 根据如下公式进行计算： 位错增殖对合金元素配分的促进作用，采用两相区 C,=(a,-3.547)/0.046 (1) 形变后保温一淬火一配分一贝氏体区等温(DIQ&PB) 热处理工艺，揭示高温形变与细晶强化耦合效应对 a,=AF++1 (2) 2sin 0 室温组织、性能、残余奥氏体稳定性的影响机理，为 式中，C,为奥氏体中碳的质量分数，α，为晶格参 第三代高强钢生产提供理论参考和依据. 数，A为Cu靶射线波长，h,k,I为晶格常数 1 实验材料及方法 2实验结果及分析 实验用钢的化学成分如表1，余量为Fe.用 2.1两相区形变对IQ工艺下显微组织及元素配 ZG50真空熔炼炉将实验用钢冶炼成铸锭，再将铸锭 分的影响 先后进行粗轧和精轧，最终热轧板厚度为8mm.热 图2为两相区保温后淬火热处理工艺下，未形 膨胀法测得，Ac3=890℃，Ac1=725℃，Ms=381℃. 变(IQ)与形变(DIQ)试样的透射电镜照片.形变工程科学学报，第 41 卷，第 3 期 ses from 0. 290 × 1014 to 1. 286 × 1014 m － 2 after 15% compression deformation，and the respective concentrations of C and Cu element enrichment in martensite ( the original austenite) increases． Overall，dislocation multiplication produced by high-temperature deforma￾tion significantly promotes elemental distribution． After the deformation，the size of bainite lath shortenes and its width increases by 0. 1 μm，the volume of the bainite transition increased by 14% ，and the size of the polygonal ferrite significantly decreases under the DIQ＆PB treatment． In terms of mechanical properties，the tensile strength increases by 132. 85 MPa，and the elongation increases by 7% ; the strength and ductility product reaches 25435 MPa·% after intercritical deformation heat treatment． The volume fraction of retained austenite increases from 7. 8% to 8. 99% ，and the mass fraction of carbon in the retained austenite increases from 1. 05% to 1. 31% after compression deformation． KEY WOＲDS IQ＆PB process; intercritical deformation; dislocation multiplication; retained austenite; product of strength and elongation 近年来，随着汽车工业的进步和发展，一系列先 进高强钢被广泛生产和应用，高的抗拉强度可应用 于车身结构加固，良好的塑韧性能够满足成型工艺 需求［1--4］． 应用恰当的热处理和机械加工工艺，合理 调控微观组织，获得优异的力学性能，已成为汽车用 钢生产的研究热点［5--6］． 2009 年，Speer 等［7］ 提 出 热 轧 + 淬 火--配 分 ( Q＆P) 热处理工艺来生产高性能热轧板，国内外学 者开展了大量研究工作［8--9］． 研究表明，热变形处理 工艺可使晶粒细化，是提高试验用钢强度和塑性的 有效手段和方法［10--12］． Liu 等在 Q＆P 工艺基础上， 将热冲压和淬火--配分工艺相结合，引入奥氏体热 压变形细化晶粒，淬火配分后试验用钢强度和塑性 提高［13--14］． 王存宇等［15］发现高温形变可使残余奥 氏体含量增加，同时残余奥氏体的稳定性提高． 此 外，Q＆P 钢中一定量的 Cu 元素添加，具有固溶强 化、析出强化作用的同时，残余奥氏体稳定性明显提 高［16--17］． 目前，高温热形变主要应用于奥氏体区以 及降温过程，针对两相区形变热处理过程中合金元 素配分行为，及其对组织、性能和残余奥氏体稳定性 影响的研究相对缺乏． 文章以低碳贝氏体/铁素体复相钢为研究对象， 以两相区形变后保温--淬火( DIQ) 工艺为基础，研究 位错增殖对合金元素配分的促进作用，采用两相区 形变后保温--淬火--配分--贝氏体区等温( DIQ＆PB) 热处理工艺，揭示高温形变与细晶强化耦合效应对 室温组织、性能、残余奥氏体稳定性的影响机理，为 第三代高强钢生产提供理论参考和依据． 1 实验材料及方法 实验用钢的化学成分如表 1，余 量 为 Fe． 用 ZG-50真空熔炼炉将实验用钢冶炼成铸锭，再将铸锭 先后进行粗轧和精轧，最终热轧板厚度为 8 mm． 热 膨胀法测得，Ac3 = 890 ℃，Ac1 = 725 ℃，Ms = 381 ℃ ． 两相区形变对比实验，利用 Gleeble-3500 型热模拟 实验机完成，试样尺寸为 6 mm × 100 mm，热影响区 处的压缩形变量为 15% ，有效变形尺寸约为 6 mm． 工艺流程如图 1 所示，两相区压缩形变量为 15% ， 形变速率为 1 s － 1 ． 表 1 实验用钢的化学成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of experimental steel % C Si Mn Cu Ni P S B 0. 18 1. 58 2. 06 0. 41 0. 33 0. 008 0. 005 0. 0017 在热电偶区域内取样，在日立 S-4800 型场发射 扫描电子显微镜( SEM) 上进行表面形貌观察． 利用 AG-X 型拉伸试验机，对热处理后的试样进行力学 测试，拉伸速率为 0. 2 mm·min － 1 ． 利用 JXA-8230 型 电子探针( EPMA) ，对试样室温组织中的元素分布 进行表征，电压为 20 kV，二次电子分辨率为 5 nm． 利用 JEM-2010 场发射透射电镜( TEM) 观察不同热 处理工艺下试样组织中的位错形态． 利 用 D / MAX2500PC-X 型射线衍射仪( XＲD) 对试样中残留 奥氏体的体积分数进行测定． 实验参数为: Cu 靶， 步宽0. 02°，工作电压为40 kV，工作电流150 mA． 参 照 GB /T8362 ― 1987，采用五峰法对残余奥氏体的 体积分数进行计算． 残余奥氏体中碳的质量分数， 根据如下公式进行计算［18］: Cγ = ( αγ － 3. 547) /0. 046 ( 1) αγ = λ h2 + k 2 槡 + l 2sin θ ( 2) 式中，Cγ 为奥氏体中碳的质量分数，αγ 为晶格参 数，λ 为 Cu 靶射线波长，h，k，l 为晶格常数． 2 实验结果及分析 2. 1 两相区形变对 IQ 工艺下显微组织及元素配 分的影响 图 2 为两相区保温后淬火热处理工艺下，未形 变( IQ) 与形变( DIQ) 试样的透射电镜照片． 形变 · 623 ·