D0I:10.13374/j.issn1001053x.1999.06.012 第21卷第6期 北京科技大学学报 Vol.21 No.6 1999年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1999 超低碳冷轧薄板单向拉伸过程变形机理 初元璋)黄玲) 李慧琴》 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)重庆钢铁设计院，重庆4000133)包头钢铁学院，包头014010 摘要通过对超低碳F钢冷轧薄钢板拉伸过程中不同变形程度的测试与扫描电镜的观察， 研究了其表面形貌及组织的变化规律.探讨了超低碳钢韧性断裂中内部孔洞形成机理，并指出 超低碳钢中的微孔洞不是主要由夹杂物或第二相粒子产生，而是因为位错的滑移、集聚，在原 有损伤处形成. 关键词冷轧薄板：表面形貌：组织的变化：孔洞形成机理 分类号TG355.11 目前宝钢生产的超低碳钢BF是国产汽车 GB228一87进行拉伸实验.当试样产生一定程 用冷轧钢板中超深冲级别钢的典型产品.研究 度的变形时，停机卸载，共得到8种不同延伸率 这个钢种的冲压成形过程及影响冲压性能的因 下的变形试样，即：10.0,2一15.0%，3，一25.0%，4 素十分重要.冲压成形一般含有大量的应变，其 -32.0%,5-42.0%,6—48.5%,7-49.4%,8- 失效通常是由拉伸中的塑性失稳所致.对于失 50.4%. 稳问题，前人已经做了很多研究工作，并取得一 (3)扫描电镜观察在S-250MK3扫描电镜上 定成果.近一个时期人们已把注意力集中在如 对不同程度变形后试样的表面形貌及内部组织 何理解微细观结构与宏观结构之间的关系及如 结构进行观察. 何运用微细观结构对变形各种形态的响应来解 12超低碳钢单向拉伸过程中表面形貌及组织的 释变形失稳的机理.材料的性能与其组织和结 变化 构有着密切的关系，宏观上，薄板在拉伸过程中 (1)超低碳钢的拉伸曲线.BIF的拉伸曲线 经历着屈服、颈缩直至最后断裂的过程：微细观 与普通含碳较高钢种的拉伸曲线的明显差别主 上，其内部组织结构也必然发生着一系列变化. 要表现在：①拉伸曲线在屈服之后强化速率小， 本文对BIF钢在单向拉伸过程中的表面形貌、 曲线平缓：②颈缩失稳之后，曲线并不马上下 内部组织结构、断裂与损伤进行了分析，并对孔 降，而是在经过较大一段变形之后，材料断裂， 洞形成机理进行了初步探讨. 曲线才下降.如图1所示. 4.00 1实验材料及实验方法 3.00 1.1实验材钭 2.00 实验材料选取宝钢生产的BIF,1.2mm厚， 其化学成分（质量分数/%)：C0.03,Si--0.016, 1.00 Mn-0.18,P0.010,S0.0062,N0.016,A- 0.00 0.034,Ti-0.83. 0 10 2030 40 50 1.2实验方法 △Lfmm (1)试样制备.按GB228一87制作拉伸试 图1F钢与A,钢的拉伸曲线 样. F钢钢质纯净，夹杂少，因而位错运动的 (2)拉伸实验，在MTS810材料试验机上按 阻碍少，位错一经开动，即能很顺利地进行滑 移，因此，应力一直维持在较低的水平. 1999-07-19收稿初元璋男.53岁，副教授 *国家“九五”攻关课题(No.95-527-01-04-01) (2)超低碳钢单向拉伸过程中表面形貌的第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 一 超低碳冷轧薄板单 向拉伸过程变形机理 初元璋 ‘， 黄 玲 ， 李慧琴 ” 北京科技大学材料科学与工程学院 ， 北京 重庆钢铁设计 院 ，重庆 包头钢铁学院 ， 包头 摘 要 通过对超低碳 钢 冷 轧薄钢 板拉伸过程 中不 同变形程度的测试与扫描 电镜的观察 ， 研究 了其表面 形貌及 组织 的变化规律 探讨 了超低碳钢 韧性断裂 中内部孔洞形成机理 ， 并指出 超低 碳钢 中 的微孔洞 不是主 要 由夹杂物或 第二 相粒子产生 ， 而 是 因为位错的滑移 、 集聚 ， 在原 有损伤处 形 成 关键 词 冷轧薄板 表面形貌 组织 的变化 孔洞形成机理 分类号 目前 宝 钢 生 产 的超低 碳钢 是 国产汽 车 用 冷 轧钢 板 中超深 冲 级 别钢 的典型产 品 研究 这个钢 种 的冲 压 成 形 过程 及 影 响冲压性 能 的因 素十分重要 冲 压成 形一 般含 有大量 的应变 ， 其 失 效 通 常 是 由拉 伸 中 的塑 性 失稳所 致 对 于 失 稳 问题 ， 前人 己 经做 了很 多研 究工 作 ， 并取 得一 定成 果 近 一 个 时期 人 们 已 把注 意 力集 中在如 何理解微细 观 结构 与宏观 结构之 间 的关 系及 如 何运用微细 观 结构对 变形各种 形 态 的响应来解 释 变 形 失稳 的机理 材料 的性 能 与其 组 织 和 结 构有着密 切 的关 系 宏 观 上 ， 薄板 在拉 伸过 程 中 经 历着 屈 服 、 颈缩直 至 最 后 断裂 的过程 微细观 上 ， 其 内部 组 织结 构也 必 然 发 生着一 系列变化 本文 对 钢 在 单 向拉伸 过 程 中的表 面 形 貌 、 内部组织 结构 、 断裂 与损伤进行 了分析 ， 并对孔 洞 形 成机 理 进行 了初 步探讨 一 进 行拉伸实验 当试样产生一 定程 度 的变形 时 ， 停机卸载 ， 共得到 种不 同延伸率 下 的变形试样 ， 即 一 ， 一 ，， ， 一 ， 一 ， 一 ， 一 ， 一 扫描 电镜观 察在 一 扫描 电镜上 对不 同程度变形 后试样的表面形貌及 内部组织 结构进行 观察 超低碳钢单向拉伸过程 中表面形貌及组织的 变化 超 低碳钢 的拉 伸 曲线 的拉伸 曲线 与普通含碳较 高钢种 的拉伸 曲线的明显差别主 要表现 在 ① 拉 伸 曲线在屈 服之后强化速率小 ， 曲线平 缓 ② 颈缩 失稳之 后 ， 曲线并不马上下 降 ， 而 是 在经 过 较 大一 段变形之 后 ， 材料断裂 ， 曲线才下 降 如 图 所示 日︸ 八 实验材料及实验方法 实验材料 实验 材 料 选取 宝 钢 生 产 的 ， 厚 ， 其化 学 成 分 质量 分 数 一 ， 一 ， ， ， 一 ， 一 ， 一 ， 一 ， 一 实验方法 试 样 制 备 按 一 制 作 拉 伸 试 样 拉 伸 实验 在 材料试验机上 按 一 一 收稿 初元 璋 男 ， 岁 ， 副 教授 国家 “ 九 五 ” 攻关课题 一 一 一 一 一 闷 一 目 一 妞 图 钢 与 钢的拉伸 曲线 钢 钢 质纯 净 ， 夹杂少 ， 因 而 位错运动 的 阻 碍 少 位 错 一 经 开 动 ， 即 能 很顺利 地进行滑 移 ， 因此 ， 应 力 一 直 维 持 在较低 的 水平 超 低 碳 钢 单 向拉 伸 过程 中表面 形 貌 的 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1999．06．012