米振莉等：700MP冷轧低合金超高强钢的典型连续退火工艺 ·187 RD 铁素体 贝氏体 RD 20 20m 图4不同退火温度试样的组织形貌.(a-d)扫描电镜照片：(e,0金相显微照片.(a)760℃：(b)780℃：(c,c)800℃：(d,D830℃ Fig.4 Micrographs of samples annealed at different temperatures:(a-d)SEM images:(e,f)optical microscopy images:(a)760 C:(b)780 ℃：(c,e)800℃：(d,f0830℃ 退火加热温度下，冷轧态的组织没有明显的消除，仍沿 升，但屈服强度下降了近200MP,如图3，已无法满足 着轧制方向具有显著的方向性，即冷轧态的纤维组织： 正常的使用需求. 当退火温度升高至800℃时，如图4(c)和(e),冷轧态 利用MAGE TO0L软件分别对800℃和830℃的试 的组织已经基本消除，只有极少量沿冷轧方向的被拉 样中铁素体的晶粒尺寸进行统计，发现在8O0℃的加热温 长的铁素体晶粒存在，大部分晶粒已经发生再结晶，有 度下，铁素体晶粒尺寸约为1.43m,在830℃加热条件 不同取向等轴的铁素体晶粒形成，如图4（℃）所示，同 下，铁素体的晶粒长大至1.94m.这表明在该成分下的 时较适宜的加热温度也使得一定量的奥氏体保留至中 冷轧低合金超高强钢的奥氏体粗化温度应该介于800~ 温转变区，有一定量贝氏体形成，从而引进了相变强 830℃之间，选用830℃的加热温度已经会使晶粒长大，更 化，提高了钢的强度，此时实验钢的强度与延伸率达到 高的加热温度会使奥氏体异常长大，从而在连续冷却过 了一个最优的匹配：继续升高连续退火加热温度至 程中获得的铁素体晶粒也较大，对组织产生不利影响. 830℃时，基体已经发生了完全的再结晶，在所示的视 根据文献]中的描述，在低碳钢中，晶粒尺寸及合 场下，均为等轴的铁素体，通过图4(e)与图4()的对 金成分对屈服强度的影响主要有下式所描述的关系： 比以及图4(d)中1处等，可观察到基体中部分晶粒已 经发生了长大，这对实验钢的强度和韧性均将产生不 g=0,+5.4-30+a602]-n0 利的影响，另一方面，较高的加热温度意味着在两相区 式中：o为合金成分有关的值，MPa;w为元素的质量 有更多的奥氏体存在，这些奥氏体的稳定性普遍低于 分数；d为铁素体晶粒直径，mm;σ。与低碳钢中的成分 800℃退火时的奥氏体，因此在缓冷段几乎都转变成 有关，即 铁素体，未能保留至中温贝氏体转变区，在图4(d)中 0=63+231wMa+5310s+70010p- (2) 未能观察到贝氏体，虽然使得延伸率有了大幅度的提 根据式(1)中的描述，晶粒尺寸的算术平方根的倒数米振莉等: 700 MPa 冷轧低合金超高强钢的典型连续退火工艺 图 4 不同退火温度试样的组织形貌． ( a--d) 扫描电镜照片; ( e，f) 金相显微照片． ( a) 760 ℃ ; ( b) 780 ℃ ; ( c，e) 800 ℃ ; ( d，f) 830 ℃ Fig． 4 Micrographs of samples annealed at different temperatures: ( a--d) SEM images; ( e，f) optical microscopy images; ( a) 760 ℃ ; ( b) 780 ℃ ; ( c，e) 800 ℃ ; ( d，f) 830 ℃ 退火加热温度下，冷轧态的组织没有明显的消除，仍沿 着轧制方向具有显著的方向性，即冷轧态的纤维组织; 当退火温度升高至 800 ℃时，如图 4( c) 和( e) ，冷轧态 的组织已经基本消除，只有极少量沿冷轧方向的被拉 长的铁素体晶粒存在，大部分晶粒已经发生再结晶，有 不同取向等轴的铁素体晶粒形成，如图 4( c) 所示，同 时较适宜的加热温度也使得一定量的奥氏体保留至中 温转变区，有一定量贝氏体形成，从而引进了相变强 化，提高了钢的强度，此时实验钢的强度与延伸率达到 了一个最优的匹配; 继续升高连续退火加热温度至 830 ℃ 时，基体已经发生了完全的再结晶，在所示的视 场下，均为等轴的铁素体，通过图 4( e) 与图 4( f) 的对 比以及图 4( d) 中 1 处等，可观察到基体中部分晶粒已 经发生了长大，这对实验钢的强度和韧性均将产生不 利的影响，另一方面，较高的加热温度意味着在两相区 有更多的奥氏体存在，这些奥氏体的稳定性普遍低于 800 ℃退火时的奥氏体，因此在缓冷段几乎都转变成 铁素体，未能保留至中温贝氏体转变区，在图 4( d) 中 未能观察到贝氏体，虽然使得延伸率有了大幅度的提 升，但屈服强度下降了近 200 MPa，如图 3，已无法满足 正常的使用需求． 利用 IMAGE TOOL 软件分别对 800 ℃和 830 ℃的试 样中铁素体的晶粒尺寸进行统计，发现在 800 ℃的加热温 度下，铁素体晶粒尺寸约为 1. 43 μm，在 830 ℃ 加热条件 下，铁素体的晶粒长大至 1. 94 μm． 这表明在该成分下的 冷轧低合金超高强钢的奥氏体粗化温度应该介于 800 ～ 830 ℃之间，选用830 ℃的加热温度已经会使晶粒长大，更 高的加热温度会使奥氏体异常长大，从而在连续冷却过 程中获得的铁素体晶粒也较大，对组织产生不利影响． 根据文献［5］中的描述，在低碳钢中，晶粒尺寸及合 金成分对屈服强度的影响主要有下式所描述的关系: σbase = σ0 [ + 15. 4 － 30wC + 6. 09 0. 8 + w ] Mn d － 1 /2 ． ( 1) 式中: σbase为合金成分有关的值，MPa; w 为元素的质量 分数; d 为铁素体晶粒直径，mm; σ0 与低碳钢中的成分 有关，即 σ0 = 63 + 23wMn + 53wSi + 700wP ． ( 2) 根据式( 1) 中的描述，晶粒尺寸的算术平方根的倒数 · 781 ·