第10期 黄伟等：热镀锌工艺对无Si含P的TRP钢力学性能影响 ·1221· 在两个方面：抑制渗碳体析出和固溶强化.其中抑 光学显微镜ZEISS AX10(OM)进行组织观察.透射 制渗碳体析出作用是Si在C-Mn-Si系成分体系中 电镜(TEM)试样在-20℃双喷减薄，所用双喷液为 不可以替代的.Al和P与Si类似，可以抑制或者延 5%高氯酸+95%无水乙醇的混合溶液，液氮冷却， 迟渗碳体析出，因此A和P可以考虑添加在TRP 电压50V,利用JEM2010TEM进行物相分析.采用 钢中，以减少Si的使用阿 X射线衍射技术(XRD)测量、计算组织中残余奥氏 TRP钢中添加A!可以抑制渗碳体析出，同时 体含量和残余奥氏体的碳含量，XRD试样在机械研 对表面质量没有显著的副作用，而且A!还可以提高 磨后，进行电解抛光，电解液用70%无水乙醇、20% 贝氏体相变动力，这一点在热镀锌TRP钢生产中 高氯酸和10%丙三醇的混合溶液，电压15V0a 尤为重要.然而，A!没有固溶强化作用，这将导致 实验用钢经热处理后切割成长度L。=50mm的 TP钢强度的下降.P除了能够抑制渗碳体析出 非比例拉伸试样，在室温下用万能拉伸试验机进行 外，还是一种很好的固溶强化元素，但传统的治金观 力学性能测试，加载速率为3mm·min-1,测得不同 点都认为P是钢中的一种有害元素，因为P是一种 热镀锌工艺下实验用钢的屈服强度、抗拉强度和断 晶界偏聚元素.因此，在TRP钢中P的添加量通常 后伸长率 不超过0.10%，该质量分数下P没有显著的偏聚现 2实验结果 象，且足以产生显著的强化效果可 基于热镀锌工艺，本文设计了一种无Si含P的 2.1热镀锌工艺对性能的影响 TRIP钢，在Gleeble3500上进行了热镀锌工艺模拟 实验用钢的力学性能统计如图2所示.由图可 试验，重点研究了该成分设计TRP钢在不同热镀 知，实验用钢的抗拉强度主要集中在780~840MPa, 锌工艺下的力学性能和微观组织 延伸率主要集中在23%~26%.总的来说，这种无 Si含P热镀锌TRP钢拥有良好的力学性能.但是， 1实验材料及方法 随着热镀锌工艺的变化，实验用钢的力学性能还是 实验用钢化学成分（质量分数，%)为：C, 出现了一些差异，本文重点研究了两相区加热温度、 0.20-0.25;Mn,1.50-1.60:Si,残余量：Al,1.10~ 贝氏体等温温度和时间对力学性能的影响. 1.20:P,0.06~0.07:S,0.005:N<0.006;Fe,余量. 合金经真空熔炼后热锻至60mm厚，在1200℃的箱 式加热炉中加热保温1.5h,热轧至4.2mm厚，热轧 28 后酸洗，最终冷轧至1.4mm厚的薄板.冷轧钢板用 Gleeble3500进行热处理，热镀锌工艺如图1所示， 年26 主要针对两相区加热温度、贝氏体等温温度和贝氏 24 体等温时间进行研究网 22 两相区退火 740 760 780800 820 840 820-880℃.60. 抗拉强度MPa 图2实验用钢抗拉强度和延伸率 贝氏体等温转变 Fig.2 Tensile strength and elongation of the test steel 440-480℃.20-60% 图3为不同两相区加热温度对试样力学性能的 影响.由图可知，随着两相区加热温度的升高，实验 用钢的屈服强度逐渐下降，而延伸率则逐渐上升，抗 时间/4 拉强度在850℃的条件下有最高值.从反映综合力 学性能的强塑积来看，两相区加热温度没有显著的 图1实验用钢的热镀锌工艺 影响. Fig.1 Hot galvanizing process of the test steel 不同贝氏体等温温度和时间对试样力学性能的 热处理后试样经机械打磨和抛光后，依次用 影响如图4所示.从图中可以看出，贝氏体等温温 4%硝酸酒精和10%Na2S20,水溶液侵蚀回，利用 度对整体的力学性能影响不大，随着贝氏体等温温第 10 期 黄 伟等: 热镀锌工艺对无 Si 含 P 的 TRIP 钢力学性能影响 在两个方面: 抑制渗碳体析出和固溶强化． 其中抑 制渗碳体析出作用是 Si 在 C--Mn--Si 系成分体系中 不可以替代的． Al 和 P 与 Si 类似，可以抑制或者延 迟渗碳体析出，因此 Al 和 P 可以考虑添加在 TRIP 钢中，以减少 Si 的使用［6］． TRIP 钢中添加 Al 可以抑制渗碳体析出，同时 对表面质量没有显著的副作用，而且 Al 还可以提高 贝氏体相变动力，这一点在热镀锌 TRIP 钢生产中 尤为重要． 然而，Al 没有固溶强化作用，这将导致 TRIP 钢强度的下降． P 除了能够抑制渗碳体析出 外，还是一种很好的固溶强化元素，但传统的冶金观 点都认为 P 是钢中的一种有害元素，因为 P 是一种 晶界偏聚元素． 因此，在 TRIP 钢中 P 的添加量通常 不超过 0. 10% ，该质量分数下 P 没有显著的偏聚现 象，且足以产生显著的强化效果［7］． 基于热镀锌工艺，本文设计了一种无 Si 含 P 的 TRIP 钢，在 Gleeble3500 上进行了热镀锌工艺模拟 试验，重点研究了该成分设计 TRIP 钢在不同热镀 锌工艺下的力学性能和微观组织． 1 实验材料及方法 实验 用 钢 化 学 成 分 ( 质 量 分 数，% ) 为: C， 0. 20 ～ 0. 25; Mn，1. 50 ～ 1. 60; Si，残余量; Al，1. 10 ～ 1. 20; P，0. 06 ～ 0. 07; S，0. 005; N ＜ 0. 006; Fe，余量． 合金经真空熔炼后热锻至 60 mm 厚，在 1 200 ℃的箱 式加热炉中加热保温 1. 5 h，热轧至 4. 2 mm 厚，热轧 后酸洗，最终冷轧至 1. 4 mm 厚的薄板． 冷轧钢板用 Gleeble3500 进行热处理，热镀锌工艺如图 1 所示， 主要针对两相区加热温度、贝氏体等温温度和贝氏 体等温时间进行研究［8］． 图 1 实验用钢的热镀锌工艺 Fig． 1 Hot galvanizing process of the test steel 热处理后试样经机械打磨和抛光后，依次用 4% 硝酸酒精和 10% Na2 S2O5 水溶液侵蚀［9］，利用 光学显微镜 ZEISS AX10( OM) 进行组织观察． 透射 电镜( TEM) 试样在 － 20 ℃ 双喷减薄，所用双喷液为 5% 高氯酸 + 95% 无水乙醇的混合溶液，液氮冷却， 电压 50 V，利用 JEM2010 TEM 进行物相分析． 采用 X 射线衍射技术( XRD) 测量、计算组织中残余奥氏 体含量和残余奥氏体的碳含量，XRD 试样在机械研 磨后，进行电解抛光，电解液用 70% 无水乙醇、20% 高氯酸和 10% 丙三醇的混合溶液，电压 15 V［10］． 实验用钢经热处理后切割成长度 L0 = 50 mm 的 非比例拉伸试样，在室温下用万能拉伸试验机进行 力学性能测试，加载速率为 3 mm·min － 1 ，测得不同 热镀锌工艺下实验用钢的屈服强度、抗拉强度和断 后伸长率． 2 实验结果 2. 1 热镀锌工艺对性能的影响 实验用钢的力学性能统计如图 2 所示． 由图可 知，实验用钢的抗拉强度主要集中在780 ～ 840 MPa， 延伸率主要集中在 23% ～ 26% ． 总的来说，这种无 Si 含 P 热镀锌 TRIP 钢拥有良好的力学性能． 但是， 随着热镀锌工艺的变化，实验用钢的力学性能还是 出现了一些差异，本文重点研究了两相区加热温度、 贝氏体等温温度和时间对力学性能的影响． 图 2 实验用钢抗拉强度和延伸率 Fig． 2 Tensile strength and elongation of the test steel 图 3 为不同两相区加热温度对试样力学性能的 影响． 由图可知，随着两相区加热温度的升高，实验 用钢的屈服强度逐渐下降，而延伸率则逐渐上升，抗 拉强度在 850 ℃的条件下有最高值． 从反映综合力 学性能的强塑积来看，两相区加热温度没有显著的 影响． 不同贝氏体等温温度和时间对试样力学性能的 影响如图 4 所示． 从图中可以看出，贝氏体等温温 度对整体的力学性能影响不大，随着贝氏体等温温 ·1221·