D0I:10.13374/j.issnl00I53.2006.07.006 第28卷第7期 北京科技大学学报 Vol.28 No.7 2006年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jud.2006 低碳Si一Mn系TRIP钢的动态拉伸性能 谢 群韦习成张梅李麟 符仁钰 上海大学材料科学与工程学院，上海200072 摘要在气动式间接杆杆型冲击拉伸实验机上对工业生产的两种低碳Si一M系TRIP钢不同 应变率下的高速冲击拉伸性能进行了研究，并和静态拉伸性能进行了比较·结果表明，两种钢的室 温拉伸性能随应变率变化具有相同趋势，但动态下的应变率敏感性比静态下的要高得多。由于 TRP钢组织中残余奥氏体的变形诱发向马氏体的转变显著改善了材料的塑性， 关键词TRP钢：相变诱发塑性：高应变率：动态拉伸 分类号TG113.25 汽车冲撞安全性已成为国际上普遍关注的问 围102一103s1)的动态拉伸性能研究较少[8-9] 题，当轿车遭到撞击时，车体变形会吸收大量的 因此，本文基于Hopkinson拉杆技术，在气动式间 冲撞能量，从而确保乘员的安全，为提高冲撞安 接杆杆型冲击拉伸实验机上对两种低碳Si一Mn 全性，增加防撞零部件的截面积或钢板厚度是众 系TRIP钢不同应变率下的动态拉伸性能进行研 所周知的一种方法，但这又会导致车身质量增加， 究，并与其静态拉伸性能进行了比较，以服务于汽 与汽车的轻量化发展趋势和燃油经济性相悖.因 车工业的轻量化发展和防冲撞设计. 此选用更高强度同时具有更好强塑性配合的钢板 1 是解决此矛盾的一条有效途径.高强度低合金Sⅰ 实验条件 Mn系TRIP钢是20世纪90年代开发的新型 1.1材料和热处理工艺 汽车结构用钢，由于其组织中的残余奥氏体在应 实验材料为两种工业生产的600MPa级冷轧 力应变作用下向马氏体转变而诱发优良的相变塑 TRIP钢，分别为韩国TRIP钢（钢号CHSP6OTR 性，具有优异的可成型性和高强度.至今国际上 M,简称K)以及宝钢TRIP钢（钢号B38OTR, 己生产出各种规格和成分的TRIP钢并已在汽车 简称B)·采用X射线衍射测量组织中的残余奥 结构件上使用，但目前TRIP钢的研究多侧重于 氏体量(CrKα靶，220Y),计点法测试组织中的铁 工艺参数、成分、组织等对静态拉伸性能的影 素体量，钢的成分和各相体积分数如表1所示， 响17，对车身冲撞过程中高速变形（应变速率范 其中组织的体积分数为多次测量的平均值 表1TRP钢成分（质量分数）和组织体积分数 Table 1 Chemical composition and microstructure content of TRIP steels 成分的质量分数/% 组织的体积分数/% 材料 C Si Mn Al 铁素体 残余奥氏体 贝氏体 0.091 1.456 1.060 0.031 0.003 0.041 70.24 5.45 24.31 B 0.134 1.525 1.226 0.017 0.014 62.79 8.90 28.31 钢的组织显示采用彩色浸蚀技术[0]，分别配 剂1)和1gNa2S205与60mL蒸馏水的混合溶液 制1g干燥苦味酸与40mL酒精的混合溶液（试 (试剂2)，将试剂2和试剂1按7：10比例混合， 浸蚀时间为30s左右，其显微组织如图1.大块蓝 收稿日期：2005-08-03修回日期：2005-09-29 基金项目：上海市教委基金资助课题(N。-03K027)和上海市科 绿色为铁素体，棕色为贝氏体，黄色为残余奥 委自然科学基金资助项目(No.032R14035) 氏体 作者简介：谢群(1981一)，女，硕士研究生：韦习成(1964一)，男， 1.2冲击拉伸实验原理和方法 副研究员，博士 采用的气动式冲击拉伸实验装置及其测量原低碳 Si－Mn 系 TRIP 钢的动态拉伸性能 谢 群 韦习成 张 梅 李 麟 符仁钰 上海大学材料科学与工程学院‚上海200072 摘 要 在气动式间接杆杆型冲击拉伸实验机上对工业生产的两种低碳 Si－Mn 系 TRIP 钢不同 应变率下的高速冲击拉伸性能进行了研究‚并和静态拉伸性能进行了比较．结果表明‚两种钢的室 温拉伸性能随应变率变化具有相同趋势‚但动态下的应变率敏感性比静态下的要高得多．由于 TRIP 钢组织中残余奥氏体的变形诱发向马氏体的转变显著改善了材料的塑性． 关键词 TRIP 钢；相变诱发塑性；高应变率；动态拉伸 分类号 TG113∙25 收稿日期：20050803 修回日期：20050929 基金项目：上海市教委基金资助课题（No．03K027）和上海市科 委自然科学基金资助项目 （No．03ZR14035） 作者简介：谢群（1981－）‚女‚硕士研究生；韦习成（1964－）‚男‚ 副研究员‚博士 汽车冲撞安全性已成为国际上普遍关注的问 题．当轿车遭到撞击时‚车体变形会吸收大量的 冲撞能量‚从而确保乘员的安全．为提高冲撞安 全性‚增加防撞零部件的截面积或钢板厚度是众 所周知的一种方法‚但这又会导致车身质量增加‚ 与汽车的轻量化发展趋势和燃油经济性相悖．因 此选用更高强度同时具有更好强塑性配合的钢板 是解决此矛盾的一条有效途径．高强度低合金 Si －Mn 系 TRIP 钢是20世纪90年代开发的新型 汽车结构用钢‚由于其组织中的残余奥氏体在应 力应变作用下向马氏体转变而诱发优良的相变塑 性‚具有优异的可成型性和高强度．至今国际上 已生产出各种规格和成分的 TRIP 钢并已在汽车 结构件上使用．但目前 TRIP 钢的研究多侧重于 工艺参数、成分、组织等对静态拉伸性能的影 响［17］‚对车身冲撞过程中高速变形（应变速率范 围102～103 s －1）的动态拉伸性能研究较少［89］． 因此‚本文基于 Hopkinson 拉杆技术‚在气动式间 接杆杆型冲击拉伸实验机上对两种低碳 Si－Mn 系 TRIP 钢不同应变率下的动态拉伸性能进行研 究‚并与其静态拉伸性能进行了比较‚以服务于汽 车工业的轻量化发展和防冲撞设计． 1 实验条件 1∙1 材料和热处理工艺 实验材料为两种工业生产的600MPa 级冷轧 TRIP 钢‚分别为韩国 TRIP 钢（钢号 CHSP60TR －M‚简称 K）以及宝钢 TRIP 钢（钢号 B380TR‚ 简称 B）．采用 X 射线衍射测量组织中的残余奥 氏体量（CrKα靶‚220γ）‚计点法测试组织中的铁 素体量．钢的成分和各相体积分数如表1所示‚ 其中组织的体积分数为多次测量的平均值． 表1 TRIP 钢成分（质量分数）和组织体积分数 Table1 Chemical composition and microstructure content of TRIP steels 材料 成分的质量分数／％ 组织的体积分数／％ C Si Mn S P Al 铁素体 残余奥氏体 贝氏体 K 0∙091 1∙456 1∙060 0∙031 0∙003 0∙041 70∙24 5∙45 24∙31 B 0∙134 1∙525 1∙226 0∙017 0∙014 － 62∙79 8∙90 28∙31 钢的组织显示采用彩色浸蚀技术［10］‚分别配 制1g 干燥苦味酸与40mL 酒精的混合溶液（试 剂1）和1g Na2S2O5 与60mL 蒸馏水的混合溶液 （试剂2）‚将试剂2和试剂1按7∶10比例混合‚ 浸蚀时间为30s 左右‚其显微组织如图1．大块蓝 绿色为铁素体‚棕色为贝氏体‚黄色为残余奥 氏体． 1∙2 冲击拉伸实验原理和方法 采用的气动式冲击拉伸实验装置及其测量原 第28卷 第7期 2006年 7月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．28No．7 Jul．2006 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2006．07．006