第9期 米振莉等：控轧控冷TP钢的微观相组成及其与力学性能的关系 ·1027· 粒度较大的残余奥氏体，最终大部分转变为马氏体， (3)实验用TRIP钢经400℃模拟卷取后，由于 使得强度与塑性达到较为良好的匹配，从而获得较 粒度适中的富碳残余奥氏体，较高含量、位错密度较 3实验钢优异的力学性能.综合来看，采用400℃卷 大的贝氏体以及适量多边形铁素体的配合，而获得 取的1"实验钢获得了优于其他两种卷取温度的实 了良好综合力学性能，且400℃模拟卷取的TRIP钢 验钢，2”实验钢次之，3实验钢综合力学性能较差 中残余奥氏体稳定性较好 从铁素体的角度来看，因除卷取温度不一样之 外，其他工艺都是相同的，因此三种实验钢中的铁素 参考文献 体在形貌、大小及含量上都没有太大区别.只是三 [1]Bleck W,Papaefthymiou S,Frehn A.Microstructure and tensile 种实验钢中贝氏体在含量及形貌上的差别，会使铁 properties in dual phase and TRIP steels.Steel Res Int,2004.75 素体与其配合的过程中对实验钢的力学性能产生一 (11):704 定影响.从图5(b)中可以看到，贝氏体周围的铁素 [] De A K,Speer J G,Matlock D K.Color tint-etching for multi- 体发生了很大的畸变，导致铁素体晶粒内部较大的 phase steels.Adv Mater Processes,2003,161(2):27 色差@，而其他位置的铁素体晶粒畸变较小. B3]Zaefferer S,Ohlert J.Bleck W.A study of microstructure,trans- formation mechanisms and correlation between microstructure and 对比图5(a)与5(d)可以发现，离拉伸断口较 mechanical properties of a low alloyed TRIP steel.Acta Mater, 远处的试样中残留的奥氏体量较断口处的多，这说 2004,52(9):2765 明在拉伸试样发生局部颈缩前，都持续有残余奥氏 4]Mujica L,Weber S,Pinto H,et al.Microstructure and mechani- 体转变成马氏体.对比图5(b)与5(e)可以发现，离 cal properties of laser-welded joints of TWIP and TRIP steels.Ma- 拉伸断口较远处的试样中铁素体发生的应变量较 ter Sci Eng A,2010,527(7/8):2071 5] Yin Y Y,Yang W Y,LiJC,et al.Microstructure and mechani- 小，说明1实验钢中的残余奥氏体稳定性较好，在 cal properties of hot rolled C-Mn-Si TRIP steel based on dynamie 应变诱导下发生马氏体相变，而不是在应力诱导下 transformation.Trans Mater Heat Treat,2009,30(3):84 导致相变山，因此1'实验钢的瞬时n值在应变开始 (尹云洋，杨王玥，李建成，等.基于动态相变热轧C-Mn-Si系 的很长一个阶段都呈上升趋势，后期达到峰值；而 TRP钢的组织及性能.材料热处理学报，2009,30(3)：84) 2"实验钢中的残余奥氏体稳定性较差，是在应力诱 ) Hollomon J H.The effect of heat treatment and carbon content on the work hardening characteristics of several steels.Trans ASM, 导下导致相变的，因此很快就达到了n值的最大值. 1944,32:123 总的来说，1"实验钢的良好综合力学性能来自 ] Itami A,Takahashi M,Ushioda K.Plastic stability of retained 于高含量且粒度适中的残余奥氏体，较高含量、位错 austenite in the cold-rolled 0.14%C-.9%Si-.7%Mn sheet 密度较大的贝氏体以及适量多边形铁素体的优化 steel..S0lnt,1995,35:1121 配合 8] Wang X D,Wang L,Rong Y H.Current research condition and development of TRIP steel.Heat Treat,2008,23(6):8 3结论 (王晓东，王利，戎咏华.TP钢研究的现状与发展.热处 理，2008,23(6)：8) (1)通过控轧控冷可以实现对TRP钢微观相 9]Kang Y L.Theory and Technology of Processing and Forming for 组成的调整，从而实现对其力学性能的控制.利用 Adranced Automobile Steel Sheets.Beijing:Metallurgical Industry 背散射电子衍射技术可以较为准确地区分热轧 Pres5,2009:146 (康永林.现在汽车板工艺及成形理论与技术.北京：治金工 TRP钢中残余奥氏体、铁素体及贝氏体三相组织， 业出版社，2009：146) 可以较为方便地分析TRP钢中各相组成、尺寸和 [o] Herrera C,Ponge D,Raabe D.Design of a novel Mn-based 1 分布等决定其力学性能的因素 GPa duplex stainless TRIP steel with 60%ductility by a reduc- (2)TRP钢中铁素体晶粒均为多边形铁素体， tion of austenite stability.Acta Mater,2011,59(11):4653 贝氏体周围的铁素体晶粒较大：贝氏体均为板条贝 [11]Zhang Y G.Study on Heat Treatment and Stability of Retained 氏体，可能在原奥氏体晶界形核，也可能在原奥氏体 Austenite of Hot Dip Galvanized TRIP-Aided Cold-Rolled Steel [Dissertation].Beijing:University of Science and Technology 品内形核：残余奥氏体以片层状、岛状分布于铁素体 Beijing,2010:7 晶间、贝氏体边缘及贝氏体板条间，贝氏体边缘的奥 (张宇光.冷轧热镀锌TRP钢热处理与残余奥氏体稳定性 氏体晶粒最大 研究[学位论文].北京：北京科技大学，2010：7)第 9 期 米振莉等: 控轧控冷 TRIP 钢的微观相组成及其与力学性能的关系 粒度较大的残余奥氏体，最终大部分转变为马氏体， 使得强度与塑性达到较为良好的匹配，从而获得较 3# 实验钢优异的力学性能． 综合来看，采用 400 ℃卷 取的 1# 实验钢获得了优于其他两种卷取温度的实 验钢，2# 实验钢次之，3# 实验钢综合力学性能较差． 从铁素体的角度来看，因除卷取温度不一样之 外，其他工艺都是相同的，因此三种实验钢中的铁素 体在形貌、大小及含量上都没有太大区别． 只是三 种实验钢中贝氏体在含量及形貌上的差别，会使铁 素体与其配合的过程中对实验钢的力学性能产生一 定影响． 从图 5( b) 中可以看到，贝氏体周围的铁素 体发生了很大的畸变，导致铁素体晶粒内部较大的 色差［10］，而其他位置的铁素体晶粒畸变较小． 对比图 5( a) 与 5( d) 可以发现，离拉伸断口较 远处的试样中残留的奥氏体量较断口处的多，这说 明在拉伸试样发生局部颈缩前，都持续有残余奥氏 体转变成马氏体． 对比图5( b) 与5( e) 可以发现，离 拉伸断口较远处的试样中铁素体发生的应变量较 小，说明 1# 实验钢中的残余奥氏体稳定性较好，在 应变诱导下发生马氏体相变，而不是在应力诱导下 导致相变［11］，因此 1# 实验钢的瞬时 n 值在应变开始 的很长一个阶段都呈上升趋势，后期达到峰值; 而 2# 实验钢中的残余奥氏体稳定性较差，是在应力诱 导下导致相变的，因此很快就达到了 n 值的最大值． 总的来说，1# 实验钢的良好综合力学性能来自 于高含量且粒度适中的残余奥氏体，较高含量、位错 密度较大的贝氏体以及适量多边形铁素体的优化 配合． 3 结论 ( 1) 通过控轧控冷可以实现对 TRIP 钢微观相 组成的调整，从而实现对其力学性能的控制． 利用 背散射电子衍射技术可以较为准确地区分热轧 TRIP 钢中残余奥氏体、铁素体及贝氏体三相组织， 可以较为方便地分析 TRIP 钢中各相组成、尺寸和 分布等决定其力学性能的因素． ( 2) TRIP 钢中铁素体晶粒均为多边形铁素体， 贝氏体周围的铁素体晶粒较大; 贝氏体均为板条贝 氏体，可能在原奥氏体晶界形核，也可能在原奥氏体 晶内形核; 残余奥氏体以片层状、岛状分布于铁素体 晶间、贝氏体边缘及贝氏体板条间，贝氏体边缘的奥 氏体晶粒最大． ( 3) 实验用 TRIP 钢经 400 ℃模拟卷取后，由于 粒度适中的富碳残余奥氏体，较高含量、位错密度较 大的贝氏体以及适量多边形铁素体的配合，而获得 了良好综合力学性能，且 400 ℃模拟卷取的 TRIP 钢 中残余奥氏体稳定性较好． 参 考 文 献 ［1］ Bleck W，Papaefthymiou S，Frehn A． Microstructure and tensile properties in dual phase and TRIP steels． Steel Res Int，2004，75 ( 11) : 704 ［2］ De A K，Speer J G，Matlock D K． Color tint-etching for multi￾phase steels． Adv Mater Processes，2003，161( 2) : 27 ［3］ Zaefferer S，Ohlert J，Bleck W． A study of microstructure，trans￾formation mechanisms and correlation between microstructure and mechanical properties of a low alloyed TRIP steel． Acta Mater， 2004，52( 9) : 2765 ［4］ Mujica L，Weber S，Pinto H，et al． Microstructure and mechani￾cal properties of laser-welded joints of TWIP and TRIP steels． Ma￾ter Sci Eng A，2010，527( 7 /8) : 2071 ［5］ Yin Y Y，Yang W Y，Li J C，et al． Microstructure and mechani￾cal properties of hot rolled C-Mn-Si TRIP steel based on dynamic transformation． Trans Mater Heat Treat，2009，30( 3) : 84 ( 尹云洋，杨王玥，李建成，等． 基于动态相变热轧 C-Mn-Si 系 TRIP 钢的组织及性能． 材料热处理学报，2009，30( 3) : 84) ［6］ Hollomon J H． The effect of heat treatment and carbon content on the work hardening characteristics of several steels． Trans ASM， 1944，32: 123 ［7］ Itami A，Takahashi M，Ushioda K． Plastic stability of retained austenite in the cold-rolled 0. 14% C-1. 9% Si-1. 7% Mn sheet steel． ISIJ Int，1995，35: 1121 ［8］ Wang X D，Wang L，Rong Y H． Current research condition and development of TRIP steel． Heat Treat，2008，23( 6) : 8 ( 王晓东，王利，戎咏华． TRIP 钢研究的现状与发展． 热处 理，2008，23( 6) : 8) ［9］ Kang Y L． Theory and Technology of Processing and Forming for Advanced Automobile Steel Sheets． Beijing: Metallurgical Industry Press，2009: 146 ( 康永林． 现在汽车板工艺及成形理论与技术． 北京: 冶金工 业出版社，2009: 146 ) ［10］ Herrera C，Ponge D，Raabe D． Design of a novel Mn-based 1 GPa duplex stainless TRIP steel with 60% ductility by a reduc￾tion of austenite stability． Acta Mater，2011，59( 11) : 4653 ［11］ Zhang Y G． Study on Heat Treatment and Stability of Retained Austenite of Hot Dip Galvanized TRIP-Aided Cold-Rolled Steel ［Dissertation］． Beijing: University of Science and Technology Beijing，2010: 7 ( 张宇光． 冷轧热镀锌 TRIP 钢热处理与残余奥氏体稳定性 研究 ［学位论文］． 北京: 北京科技大学，2010: 7) ·1027·