工程科学学报.第43卷.第3期：392-399.2021年3月 Chinese Journal of Engineering,Vol.43,No.3:392-399,March 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.01.13.002;http://cje.ustb.edu.cn 1300MPa级Nb微合金化DH钢的组织性能 梁江涛12)，赵征志2)区，刘锟3)，韩赟1，)，潘辉，)，惠亚军1)，曹荣华1,3)， 路洪洲，郭爱民) 1)首钢集团有限公司技术研究院，北京1000432)北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心，北京1000833)绿色可循环钢铁流程北京 市重点实验室，北京1000434)中信金属有限公司，北京100004 ☒通信作者，E-mail:zhaozhzhi@ustb.edu.cn 摘要设计了不同相构成的超高强DH钢，抗拉强度均大于1300MP,组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体和极少量碳化 物构成.对比了不同相构成对超高强DH钢力学性能和应变硬化行为等的影响，并深入研究了残留奥氏体在超高强度DH钢 中的作用机制.结果表明：随着马氏体和残留奥氏体体积分数的增大，铁素体体积分数的减小，实验钢屈服和抗拉强度同时 升高，而延伸率呈先增大后减小趋势.软韧相铁素体体积分数的减小和硬相马氏体体积分数的增大导致屈服强度和抗拉强 度增加.相对于回火马氏体，淬火马氏体对强度的提升更显著，在拉伸过程中转变的残留奥氏体的量是引起延伸率变化的主 要原因，组织中显著的带状组织会造成颈缩后延伸率的明显降低.通过对应变硬化行为的分析表明，随着真应变的增大，应 变硬化率呈减小的趋势，在真应变大于2%后的大范围内，对于应变硬化率，DH1>DH2>DH3,主要与铁素体体积分数有关；在 真应变大于5.73%后，DH2钢的应变硬化率高于DH1钢和DH3钢，主要与DH2钢中更显著的TRIP效应有关.除了残留奥 氏体体积分数，残留奥氏体中的碳含量对TP效应同样有显著的影响.较高比例的硬相马氏体组织结合适当比例的软韧相 铁素体和残留奥氏体有助于DH2钢获得最良好的强塑积13.17GPa%,其中屈服强度达880MPa,抗拉强度达1497MPa,均 匀延伸率为6.71%，总伸长率为8.8%，颈缩后延伸率为2.09%，屈强比0.59. 关键词超高强DH钢：马氏体：铁素体：残留奥氏体：力学性能：应变硬化行为 分类号TG111.91:TG142.1 Microstructure and properties of 1300-MPa grade Nb microalloying DH steel LIANG Jiang-tao2),ZHAO Zheng-zhi,LIU Ku),HAN Yun),PAN Hui),HUI Ya-jun,CAO Rong-hua LU Hong-zhou), GUO Ai-min 1)Sheet Metal Research Institute,Shougang Research Institute of Technology,Beijing 100043,China 2)Collaborative Innovation Center of Steel Technology,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)Beijing Key Laboratory of Green Recyclable Process for Iron Steel Production,Beijing 100043,China 4)CITIC metal co.,LTD,Beijing 100004,China Corresponding author,E-mail:zhaozhzhi@ustb.edu.cn ABSTRACT In this study,ultra-high-strength DH steels with different phase compositions were designed,their tensile strengths were greater than 1300 MPa,and the multiphase microstructures contained ferrite,martensite,retained austenite,and small amounts of carbides.The effects of different phase compositions on the mechanical properties and strain hardening behaviors of the ultra-high- strength DH steels were compared,and the mechanism of the retained austenite in the ultra-high-strength DH steels was comprehensively studied.The results show that with the increase in the volume fraction of martensite and retained austenite and decrease 收稿日期：2020-01-13 基金项目：国家十三五重点研发资助课题(2017Y℉$0304400)：国家自然科学基金资助项目(51574028)：中信铌钢发展奖励基金资助项目 (2017FWNB3077)1300 MPa 级 Nb 微合金化 DH 钢的组织性能 梁江涛1,2,3)，赵征志2) 苣，刘 锟1,3)，韩 赟1,3)，潘 辉1,3)，惠亚军1,3)，曹荣华1,3)， 路洪洲4)，郭爱民4) 1) 首钢集团有限公司技术研究院，北京 100043 2) 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心，北京 100083 3) 绿色可循环钢铁流程北京 市重点实验室，北京 100043 4) 中信金属有限公司，北京 100004 苣通信作者，E-mail：zhaozhzhi@ustb.edu.cn 摘    要    设计了不同相构成的超高强 DH 钢，抗拉强度均大于 1300 MPa，组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体和极少量碳化 物构成. 对比了不同相构成对超高强 DH 钢力学性能和应变硬化行为等的影响，并深入研究了残留奥氏体在超高强度 DH 钢 中的作用机制. 结果表明：随着马氏体和残留奥氏体体积分数的增大，铁素体体积分数的减小，实验钢屈服和抗拉强度同时 升高，而延伸率呈先增大后减小趋势. 软韧相铁素体体积分数的减小和硬相马氏体体积分数的增大导致屈服强度和抗拉强 度增加. 相对于回火马氏体，淬火马氏体对强度的提升更显著，在拉伸过程中转变的残留奥氏体的量是引起延伸率变化的主 要原因，组织中显著的带状组织会造成颈缩后延伸率的明显降低. 通过对应变硬化行为的分析表明，随着真应变的增大，应 变硬化率呈减小的趋势，在真应变大于 2% 后的大范围内，对于应变硬化率，DH1>DH2>DH3，主要与铁素体体积分数有关；在 真应变大于 5.73% 后，DH2 钢的应变硬化率高于 DH1 钢和 DH3 钢，主要与 DH2 钢中更显著的 TRIP 效应有关. 除了残留奥 氏体体积分数，残留奥氏体中的碳含量对 TRIP 效应同样有显著的影响. 较高比例的硬相马氏体组织结合适当比例的软韧相 铁素体和残留奥氏体有助于 DH2 钢获得最良好的强塑积 13.17 GPa·%，其中屈服强度达 880 MPa，抗拉强度达 1497 MPa，均 匀延伸率为 6.71%，总伸长率为 8.8%，颈缩后延伸率为 2.09%，屈强比 0.59. 关键词    超高强 DH 钢；马氏体；铁素体；残留奥氏体；力学性能；应变硬化行为 分类号    TG111.91; TG142.1 Microstructure and properties of 1300-MPa grade Nb microalloying DH steel LIANG Jiang-tao1,2,3) ，ZHAO Zheng-zhi2) 苣 ，LIU Kun1,3) ，HAN Yun1,3) ，PAN Hui1,3) ，HUI Ya-jun1,3) ，CAO Rong-hua1,3) ，LU Hong-zhou4) ， GUO Ai-min4) 1) Sheet Metal Research Institute, Shougang Research Institute of Technology, Beijing 100043, China 2) Collaborative Innovation Center of Steel Technology, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 3) Beijing Key Laboratory of Green Recyclable Process for Iron & Steel Production, Beijing 100043, China 4) CITIC metal co., LTD, Beijing 100004, China 苣 Corresponding author, E-mail：zhaozhzhi@ustb.edu.cn ABSTRACT    In this study, ultra-high-strength DH steels with different phase compositions were designed, their tensile strengths were greater than 1300 MPa, and the multiphase microstructures contained ferrite, martensite, retained austenite, and small amounts of carbides. The effects of different phase compositions on the mechanical properties and strain hardening behaviors of the ultra-high￾strength DH steels were compared, and the mechanism of the retained austenite in the ultra-high-strength DH steels was comprehensively studied. The results show that with the increase in the volume fraction of martensite and retained austenite and decrease 收稿日期: 2020−01−13 基金项目: 国家十三五重点研发资助课题（2017YFB0304400）；国家自然科学基金资助项目（51574028）；中信铌钢发展奖励基金资助项目 （2017FWNB3077） 工程科学学报，第 43 卷，第 3 期：392−399，2021 年 3 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 3: 392−399, March 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.01.13.002; http://cje.ustb.edu.cn