D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2001.04.019 第23卷第4期 北京科技大学学报 VoL23 No.4 2001年8月 Jouraal of Ualversity of Scieace and Technology Beljing Ag2001 屈服强度800MPa的低碳微合金钢 柳得橹”傅杰)康永林)王元立》王艳丽)迪林) 1北京科技大学材料物理与化学系，北京1000832北京科技大学治金学院3)北京科技大学压力加工系 精要研究了不同成分特征的含锰低碳撒合金钢通过控轧控冷后回火的组织与力学性能 M山含量为17%~2.3%的试验钢轧后经快冷和中温回火获得了高强度和一定的塑性、制性.其 中含0.06%C,2.3%M血，0.21%41和撒量Nb,五，B的快冷回火钢屈服强度(a)超过800MP4,延 伸率大于14%，室温冲击韧性134174.5Jcm2,-40℃冲击韧性为103~110J/cm2,具有由变形奥 氏体转变成的细小贝氏体组织。 关绩调高强度徽合金钢；变形奥氏体的贝氏体转变：组织与性能；含丽钢 分类号TG142.1 在一定洁净度和低合金化条件下，钢的组 钢板，用标准拉伸试样测定了钢板的力学性能 织控制是获得优良的综合性能，特别是高强度、 并对其组织和形成机制作了观察分析，获得了 高韧性的关键.发展新一代钢铁材料的研究重 一些有意义的实验结果. 点仍是对钢的晶粒细化研究.仅靠控制钢的奥 氏体再结晶来细化组织，其晶粒尺寸下限只能 1实验方法 达到10m水平.为了获得徽米、亚徽米甚至 试验钢由实验室真空感应炉冶炼，B1-B4 更细小的组织，必须控制钢中的相变.大量研究 钢每个钢锭25kg,高洁净钢3Y为5kg钢锭，成 表明，以贝氏体或马氏体相变为基础，对低碳徽 分由表1给出.试验钢包括不同的洁净度；在合 合金钢进行组织控制，是实现徽合金钢强韧化 金成分设计上为了降低贝氏体转变温度B和 的最有效途径之一网.其主要强化方式为晶粒细 提高贝氏体淬透性，添加了硼并提高了试验钢 化（包括贝氏体板条的组织细化）、弥散强化及 的锰含量，考虑到A1对徽合金钢的贝氏体相变 位错亚结构强化等.细晶粒贝氏体组织钢由于 动力学可能影的响，加人一定量的A;铌则有 有效晶粒尺寸小、位错密度高以及细小弥散的 降低B,阻止奥氏体再结晶和沉淀强化的作用. 析出相可以得到很高的强度与韧性，而且可能 B1-B4钢锭先锻造成40mm厚板坯，然后 在工业生产中通过对热加工工艺参数的调整来 按设计的轧制工艺在实验室进行了4组热轧试 控制钢的Y→α转变特别是贝氏体相变动力学， 验，经5道次轧成6mm厚钢板.第1,2组试验钢 实现对其组织与性能的控制，获得满意的综合 开轧温度1100℃、终轧温度分别为750-820℃ 性能. (钢板编号：B1a,B2a,B3a,B4a)和840-890℃（编 本工作对实验室制备的低碳撤合金钢进行 号：B1b,B2b,B3b,B4b5第3,4组试验钢开轧温度 了研究，经特定的控轧控冷工艺轧成6mm厚的 1050℃，终轧温度分别为750~820℃（编号B1c, 表士试验钢的化学成分（质量分败） Table 1 Chemical composition of the steels % 样品 C Mn Si Nb Ti V B N Al Bi 0.044 1.79 0.450.0490.0300.00530.00870.0180.00370.00670.21 B2 0.0622.34 0.470.0440.0290.00380.01100.0320.00670.00630.21 B3 0.049 1.670.320.0520.0110.00300.00200.0370.00480.00960.033 B4 0.0202.010.350.0470.0110.00250.00170.0380.00580.00440.020 3Y0.0431.540.140.0440.0420.00240.0005-0.00200.0045- 收稿日期2001-02-12柳得槽女，教授 ★国家新一代解铁材料置大基鼬研究项目资助0No.G19998061500)第 第 期 4 . 3 2 创冲 年 月 . 1 北 京 科 技 大 学 学 报 而 . 目 曲 . o U f 吻 吐 . 幽山 . . . 目 勺日自 。晌盯 . 跳幼加 g N 、 甸 如 4 . L 3 2 冬 的 . A 1 2 屈服强度 0 0 的低碳微合金钢 8 a M P 柳得桥 ” 傅 杰 ) 2 康永林 ” 王元立 ” 王艳丽 ” 迪 林 , 2 l 月匕京科技大学材料钧理与化学系 , 北京 l以扣 8 3 2月匕京科技大学冶金举院 3 划匕京科技大学压力加工东 摘 共 研究了不同成分特征的含锰低碳徽合金钢通过控轧控冷后 回火的组织与力学性能 . M如含 t 为 1 . 7% ~2 3 % 的试脸钢轧后经快冷和 中温回火获得了高强度和一定的塑性 、 韧性 . 其 中含 .0 06 %心 , .2 3% M a , .0 21 肠 A I 和徽 t 协 , n , B 的快冷回火钥屈 服强 度伽刁超过 吕阅州田氏 延 伸率大于 14% , 室沮 冲击韧性 l3 ~4 l 74 .5 ’lJ 油 刁, 一40 ℃ 冲击韧性为 103 ~ 110 cJ/ m . , 具有由变形奥 氏体转变成的细小贝 氏体组织 . 关 , 词 高强度 徽合金钥 ; 变形奥氏体的 贝 氏体转变 ; 组织 与性能 ; 含翻钢 分类号 T G 142 ) 在一定洁净度 和低合金化条件下 , 钢 的组 织控制是获得优良的综合性能 , 特别是高强度 、 高韧性的关键 . 发展新一代钢铁材料的研究重 点仍是对钢 的晶粒细起研究 . 仅靠控制钢 的奥 氏体再结晶来细 化组 织 , 其晶粒尺寸下限只能 达到 10 阿 水平 `1 . 为 了获得徽米 、 亚微米甚至 更细小 的组织 , 必须控制钢 中的相变 . 大 t 研究 表 明 , 以 贝 氏体或马 氏体相 变为基础 , 对低碳徽 合金 钢进行组织控制 , 是实现徽合金 钢强韧化 的最有效途径之一吼 其主要强化方式为晶粒细 化 (包括贝 氏体板条的组织细化 ) 、 弥散强化及 位错亚结构强化等 . 细晶粒 贝氏体组 织钢 由于 有效晶粒尺寸小 、 位 错密度高以及 细小 弥散的 析出相 可以 得到很高 的强度与韧性 , 而且 可能 在工业生产 中通过对热加工工艺参数的调整来 控翻钢 的 丫一。 转变特别是 贝氏体相变动力学 , 实现对其组织与性 能的控 制 , 获得满 意的综合 性能 . 本工作对实验室制备 的低碳徽合金钢进行 了研究 , 经特定的控轧控冷 工艺轧成 6 m 厚 的 钢板 . 用标准拉伸试样测定 了钢板 的力学性 能 并对其组织 和形成 机制作了观察分析 , 获得 了 一些有 意义 的实验结果 . 1 实验方法 试验钢 由实验 室真空感应炉 冶炼 , B 卜B 4 钢每个钢锭 25 kg, 高洁净钢 3 Y为 s gk 钢锭 , 成 分由表 1 给出 . 试验钢包括不 同的洁净度 ; 在合 金成分设计上为 了降低 贝氏体转变温度 sB 和 提 高贝氏体淬透性 , 添加 了翻并提高了试验钢 的锰含 t , 考虑 到 A I对徽合金 银的贝 氏体相变 动力学可 能影 的响 , 加人 一定 t 的 lA ; 铭则有 降低 sB , 阻止 奥氏体再结晶和沉淀强化的作用 . B l一B4 俐锭先 艘造成 40 m 刃。 厚板坯 , 然后 按设计的轧制工艺在实验室进行 了 4 组热轧试 验 , 经 5 道次轧成 6 ~ 厚钢板 . 第 1夕组试验钢 开轧温度 1 0 ℃ 、 终轧 温度 分别为 75 0 阳8 2 0℃ (钢板编号 : B l .a B aZ, B 3,a R耘 ) 和 8《 卜 8卯℃ (编 号 : B l b尹 b2 ,B 3b工“ b ) ;第 3 ,4 组试验俐开轧温度 1 0 5 0℃ , 终轧沮度分别为 7 50 一 82 0℃ (编号: B lc , 衰 r 试脸钥的化 举成分(段 , 分傲 , 介助触 1 伪 . . 山, . c o . 州 . 峪 . Of 恤 e 比洽七 样品 C M n 5 1 N b 竹 P S V 残 N A l .0 例 4 .0 06 2 .0 例 9 0 . 02 0 .0 04 3 l 。 79 2 . 34 1 . 67 2 . 0 1 1 . 5 4 0 . 4 5 0 . 4 7 0 . 32 0 . 35 0 . 14 .0 04 9 .0 04 4 0 . 052 0 . 04 7 0 . 以 4 0 . 03 0 0 . 02 9 0 . 0 11 0 . 0 11 .0 04 2 0 . 0 5 3 .0 X() 3 8 0 . 0 3 0 .0 0() 2 5 0 . 的2 4 0 . 0() 8 7 0 . 0 11 0 0 . 加 2 0 0 . 0 17 .0 伽旧 5 0 . 0 18 0 . 03 2 0 . 03 7 0 . 03 8 .0 加 3 7 .0 00 6 7 .0 以抖 8 0 . 0() 5 8 .0 X() 2 0 .0 1阅巧 7 .0 0 6 3 0 . 0() 9 6 .0 0 4 4 .0 0( 阵 5 0 . 2 1 0 . 2 1 0 . 03 3 .0 02 0 3B4BBIZ 收摘 日期 2加 l闷粉~ 12 柳得格 女 , 教授 * 国家折一代俐铁材料宜大羞础研究项 目资助伪七 . G】望冲8肠 15 0 ) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2001. 04. 019