.1258 北京科技大学学报 第31卷 期为C一Al一Mn系冷轧TRIP钢的成分设计、工艺 优化提供实验依据 T=850℃.=3005 (50%F+50%A) 1实验材料及方法 T=370,400.450℃ 实验材料为两种高A1的低碳钢，化学成分如表 =100,180,420s (F+B,+A,) 1所示，在真空感应炉中冶炼为40kg的铸锭，铸锭 经均匀化退火后，在1200℃保温1.5h,开锻，终锻 温度为800℃，锻件尺寸为30mm×50mm× 150mm.将锻件加热至1230℃保温1h,经5道次从 30mm热轧至3mm,终轧温度为860℃，轧后空冷 图1热处理工艺曲线 并在850℃退火，随后在室温冷轧，经8道次轧至 Fig.I Schematic diagram of heat treatment 1.4mm, 式中，Vy为残余奥氏体的体积分数，12和1分 表1实验钢的化学成分（质量分数） 别为奥氏体相{220}和{311}晶面的衍射峰积分强 Table 1 Chemical composition of the experimental steels % 度，为铁素体相{211}晶面的衍射峰积分强度 钢号 C Mn 少 Al Nb 根据下式计算残余奥氏体中的C含量[8]： 1 0.22 1.63 0.10 1.50 一 0.0046 a=3.577+0.033%wc (2) 2 0.19 1.660.017 1.40 0.025 0.0021 其中，a为{220}和{311}晶面衍射峰点阵常数的平 均值，0c为碳的质量分数， 利用Thermo-Calc商用软件和TCFE3数据库 选择两种实验钢分别在370,400和450℃的贝 计算2号钢中Nb(C,N)的析出温度 氏体温度区等温180s后得到的试样进行静态拉伸 实验钢二段式热处理在盐浴炉中进行，试样在 实验，试样尺寸按照《GB/T228-2002金属材料室 850℃保温300s后分别快冷到贝氏体转变温度 温拉伸实验方法》标准加工，标距为50mm,室温下 T(370,400和450℃)，等温t(100,180和420s)后 用WDW-200D万能拉伸试验机进行力学性能测 空冷（图1），试样在850℃等温300s后水冷，进行两 试，加载速度为6 mm*min-,测得试样的屈服强度、 相区保温淬火实验 抗拉强度和伸长率等力学性能. 连续退火后试样用Lepera试剂腐蚀，利用金相 显微镜和ZEISS-SUPRA55场发射扫描电镜进行 2实验结果 显微组织观察，用Image Tool软件采用截线法测量 2.1Nb微合金化对等温热处理后显微组织的影响 实验钢室温组织中铁素体晶粒尺寸·采用菲利浦 图2所示为两种实验钢在相同的连续退火工艺 APDl0型X射线衍射仪，根据Mier方法[门测定 (850℃/300s+400℃/180s)下得到的显微组织，均 钢中的残余奥氏体含量（如下式）， 为典型的TRIP钢多相组织，包括铁素体(F)、贝氏 +四 2 体铁素体(Br)、残余奥氏体(A)与少量马氏体(M), (1) 贝氏体以板条状或岛状的无碳化物贝氏体为主，分 21+1. 布于铁素体晶界.残余奥氏体和少量马氏体大多在 (b) /M 201m 204m 图2实验钢(850℃/300，十400℃/180s)二段式等温热处理后显微组织.(a)1号钢：(b)2号钢 Fig.2 Microstructure of the steels after two-step heat treatment (850 C/300s+400C/420s):(a)Steel 1:(b)Steel 2期为 C－Al－Mn 系冷轧 TRIP 钢的成分设计、工艺 优化提供实验依据． 1 实验材料及方法 实验材料为两种高 Al 的低碳钢‚化学成分如表 1所示．在真空感应炉中冶炼为40kg 的铸锭‚铸锭 经均匀化退火后‚在1200℃保温1∙5h‚开锻‚终锻 温度 为 800 ℃‚锻 件 尺 寸 为30mm×50mm× 150mm．将锻件加热至1230℃保温1h‚经5道次从 30mm 热轧至3mm‚终轧温度为860℃‚轧后空冷 并在850℃退火．随后在室温冷轧‚经8道次轧至 1∙4mm． 表1 实验钢的化学成分（质量分数） Table1 Chemical composition of the experimental steels ％ 钢号 C Mn Si Al Nb N 1 0∙22 1∙63 0∙10 1∙50 － 0∙0046 2 0∙19 1∙66 0∙017 1∙40 0∙025 0∙0021 图2 实验钢（850℃／300s＋400℃／180s）二段式等温热处理后显微组织．（a）1号钢；（b）2号钢 Fig．2 Microstructure of the steels after two-step heat treatment （850℃／300s＋400℃／420s）：（a） Steel1；（b） Steel2 利用 Thermo-Calc 商用软件和 TCFE3数据库 计算2号钢中 Nb（C‚N）的析出温度． 实验钢二段式热处理在盐浴炉中进行‚试样在 850℃保温300s 后分别快冷到贝氏体转变温度 T（370‚400和450℃）‚等温 t（100‚180和420s）后 空冷（图1）‚试样在850℃等温300s 后水冷‚进行两 相区保温淬火实验． 连续退火后试样用 Lepera 试剂腐蚀‚利用金相 显微镜和 ZEISS－SUPRA55场发射扫描电镜进行 显微组织观察．用 Image Tool 软件采用截线法测量 实验钢室温组织中铁素体晶粒尺寸．采用菲利浦 APD－10型 X 射线衍射仪‚根据 Miller 方法［7］测定 钢中的残余奥氏体含量（如下式）‚ Vγ＝ 1∙4 I 220 γ ＋I 311 γ 2 I 211 α ＋1∙4 I 220 γ ＋I 311 γ 2 （1） 图1 热处理工艺曲线 Fig．1 Schematic diagram of heat treatment 式中‚Vγ 为残余奥氏体的体积分数‚I 220 γ 和 I 311 γ 分 别为奥氏体相｛220｝和｛311｝晶面的衍射峰积分强 度‚I 211 α 为铁素体相｛211｝晶面的衍射峰积分强度． 根据下式计算残余奥氏体中的 C 含量［8］： a＝3∙577＋0∙033％ wC （2） 其中‚a 为｛220｝和｛311｝晶面衍射峰点阵常数的平 均值‚wC 为碳的质量分数． 选择两种实验钢分别在370‚400和450℃的贝 氏体温度区等温180s 后得到的试样进行静态拉伸 实验‚试样尺寸按照《GB／T228－2002金属材料室 温拉伸实验方法》标准加工‚标距为50mm‚室温下 用 WDW－200D 万能拉伸试验机进行力学性能测 试‚加载速度为6mm·min －1‚测得试样的屈服强度、 抗拉强度和伸长率等力学性能． 2 实验结果 2∙1 Nb 微合金化对等温热处理后显微组织的影响 图2所示为两种实验钢在相同的连续退火工艺 （850℃／300s＋400℃／180s）下得到的显微组织‚均 为典型的 TRIP 钢多相组织‚包括铁素体（F）、贝氏 体铁素体（BF）、残余奥氏体（Ar）与少量马氏体（M）． 贝氏体以板条状或岛状的无碳化物贝氏体为主‚分 布于铁素体晶界．残余奥氏体和少量马氏体大多在 ·1258· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷