·60· 工程科学学报，第40卷，第1期 生的热效应，但未进行TP钢形变过程中的热效 取，得到铁素体+贝氏体+残奥组织.轧后冷却工 应与其所受应力应变情况相结合的研究，无法动态 艺如图1所示. 的了解TRP钢在形变过程中发生马氏体相变的过 终轧温度：800℃ 800℃ 程.因此本文通过将热轧TP钢拉伸过程中的应 冷速 冷速 力应变曲线与热能曲线相结合，利用相变热动态研 30℃s 30℃·8-1 710℃ =。===。。= 究其在变形过程中的TRP效应，动态说明残余奥 空冷 670℃ 氏体在形变过程中发生相变的情况，为热轧TRP 钢的实际应用提供理论基础. 冷速 卷取 1实验材料及方法 >50℃s1 450℃ 试验钢主要化学成分（质量分数，%）为：C 0.21,Si1.42,Mn1.34,Nb0.035,V0.1,余量为铁. 卷取 锻坯经5道次热轧成厚度为7mm的钢板.终轧后 1试验钢水冷到710℃，随后在保温炉内随炉冷却， 图1轧后冷却工艺示意图 得到铁素体+珠光体组织.2"试验钢冷却工艺为先 Fig.I Schematic of cooling process after hot rolling 以30℃·s1的冷速水冷到710℃，空冷到670℃，最 后以大约50℃·s-1的冷速水冷到450℃后随炉卷 1"和2试验钢微观组织形貌如图2所示. a 2 Mag 200K 0:0 : 2 200K 图2试验钢扫描组织照片.(a)1钢：(b)2*钢 Fig.2 SEM micrographs of tested steels:(a)1 steel;(b)2 steel 轧制后的钢板，将其制备成圆棒拉伸试样（直 测测测测测测测 径为Φ5mm,标距长度为25mm),利用MTS型试验 温温温温温温温 点点点点点点点 1234567 机进行拉伸实验（拉伸速度为5 mm.min1).在拉 2 mm 2.5mm 伸过程中，为了能够时刻跟踪试样温度的变化，将7 2兰个 组热电偶焊接在试样上进行试样拉伸过程中的温度 ←2.5mm 测量，并同时用引伸计测量试样拉伸过程中应力与 图3拉伸试样的温度采集点及编号 应变曲线，以便将试样拉伸过程中温度的变化与拉 Fig.3 Temperature collection points and number of tensile speci- mens 伸试样的应力与应变曲线联系起来.由于拉伸试样 中心对称，可以只对试样中心到其中一个夹持端的 残余奥氏体，利用X射线衍射测量其残余奥氏体的 温度变化进行测量.拉伸试样的温度采集点布置及 含量.将结果分别与拉伸前及拉断后的两根TP 编号如图3所示. 钢试样的光学显微组织和残余奥氏体的含量进行比 试验中拉伸试样和设备如图4所示. 较，如图5所示 同时为了说明热轧TRP钢(2钢)形变前、中、 后残余奥氏体发生相变的情况，将一根TP钢拉 2结果分析和讨论 伸试样拉伸到工程应变εE=9%时停止，取拉伸试 2.1试样拉伸过程中的能量守恒 样中间位置，沿轴向刨分，用两步法腐蚀实验用 金属在发生塑性变形时，能量平衡公式为： 钢8】，观察其光学显微组织，其中白亮色的组织为 W。=Q。+W。 (1)工程科学学报,第 40 卷,第 1 期 生的热效应,但未进行 TRIP 钢形变过程中的热效 应与其所受应力应变情况相结合的研究,无法动态 的了解 TRIP 钢在形变过程中发生马氏体相变的过 程. 因此本文通过将热轧 TRIP 钢拉伸过程中的应 力应变曲线与热能曲线相结合,利用相变热动态研 究其在变形过程中的 TRIP 效应,动态说明残余奥 氏体在形变过程中发生相变的情况,为热轧 TRIP 钢的实际应用提供理论基础. 1 实验材料及方法 试验钢 主 要 化 学 成 分 ( 质 量 分 数,% ) 为: C 0郾 21,Si 1郾 42,Mn 1郾 34,Nb 0郾 035,V 0郾 1,余量为铁. 锻坯经 5 道次热轧成厚度为 7 mm 的钢板. 终轧后 1 #试验钢水冷到 710 益 ,随后在保温炉内随炉冷却, 得到铁素体 + 珠光体组织. 2 #试验钢冷却工艺为先 以 30 益·s - 1的冷速水冷到 710 益 ,空冷到 670 益 ,最 后以大约 50 益·s - 1 的冷速水冷到 450 益 后随炉卷 取,得到铁素体 + 贝氏体 + 残奥组织. 轧后冷却工 艺如图 1 所示. 图 1 轧后冷却工艺示意图 Fig. 1 Schematic of cooling process after hot rolling 1 #和 2 #试验钢微观组织形貌如图 2 所示. 图 2 试验钢扫描组织照片. (a) 1 #钢;(b) 2 #钢 Fig. 2 SEM micrographs of tested steels:(a) 1 # steel; (b) 2 # steel 轧制后的钢板,将其制备成圆棒拉伸试样(直 径为 准5 mm,标距长度为 25 mm),利用 MTS 型试验 机进行拉伸实验(拉伸速度为 5 mm·min - 1 ). 在拉 伸过程中,为了能够时刻跟踪试样温度的变化,将 7 组热电偶焊接在试样上进行试样拉伸过程中的温度 测量,并同时用引伸计测量试样拉伸过程中应力与 应变曲线,以便将试样拉伸过程中温度的变化与拉 伸试样的应力与应变曲线联系起来. 由于拉伸试样 中心对称,可以只对试样中心到其中一个夹持端的 温度变化进行测量. 拉伸试样的温度采集点布置及 编号如图 3 所示. 试验中拉伸试样和设备如图 4 所示. 同时为了说明热轧 TRIP 钢(2 #钢)形变前、中、 后残余奥氏体发生相变的情况,将一根 TRIP 钢拉 伸试样拉伸到工程应变 着E = 9% 时停止,取拉伸试 样中间位置,沿轴向刨分,用两步法腐蚀实验用 钢[8] ,观察其光学显微组织,其中白亮色的组织为 图 3 拉伸试样的温度采集点及编号 Fig. 3 Temperature collection points and number of tensile speci鄄 mens 残余奥氏体,利用 X 射线衍射测量其残余奥氏体的 含量. 将结果分别与拉伸前及拉断后的两根 TRIP 钢试样的光学显微组织和残余奥氏体的含量进行比 较,如图 5 所示. 2 结果分析和讨论 2郾 1 试样拉伸过程中的能量守恒 金属在发生塑性变形时,能量平衡公式为: Wp = Qp + Ws (1) ·60·