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TRIP800钢和热成形钢的Q&P工艺研究

作　者: 徐方毅
导　师: 胡树兵
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料学
关键词: Q&P工艺 TRIP钢热成形钢显微组织力学性能
分类号: TG156
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

金属材料的强韧化工艺研究一直是材料工作者面临的一个重要课题。随着我国汽车工业的飞速发展，在节能、环保和安全性等方面都对汽车提出了更高的要求，今后汽车工业的发展趋势是在保证安全性的前提下，依靠减小车身重量来降低油耗，减少排放。在这种情况下，对低合金高强塑积的第三代汽车用钢的需求也更加迫切。本文根据Speer等提出的淬火-分配热处理工艺（quenching and partitioning process，Q&P工艺），通过对汽车用TRIP800钢和两种热成形钢进行Q&P工艺处理，得到了综合力学性能大幅提升的Q&P钢，用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和万能材料试验机等研究了Q&P工艺处理试样的显微组织和力学性能之间的关系，详细分析了淬火终点温度、分配温度和分配时间对试验钢的显微组织、力学性能和残余奥氏体含量的影响，主要研究内容包括以下几点：（1）采用盐浴法对Al含量较高的TRIP800钢进行了Q&P工艺处理，研究结果表明：Q&P工艺处理后试验钢的显微组织为铁素体基体上分布着块状马氏体或马氏体-奥氏体的混合组织，尺寸约2~3μm的块状残余奥氏体主要分布于铁素体边界或铁素体与马氏体边界处，随着淬火终点温度的降低或分配时间的延长，马氏体或马-奥组织的微观形貌会发生变化；TRIP800钢在Q&P处理后力学性能有了显著的提升，在淬火终点温度为250℃，分配温度为400℃，分配时间为60s时得到的试样综合力学性能最佳，其强塑积可达22238MPa·%；试样的拉伸断口都显示出良好的韧性断裂特征；在Q&P处理后试验钢的残余奥氏体含量可达11.5%，与原TRIP钢相比有了大幅提高。（2）对热成形钢22MnB5进行了一步法和两步法Q&P工艺处理，结果表明：Q&P工艺处理22MnB5钢的显微组织主要为马氏体和残余奥氏体组织，同时有少量的碳化物析出，随着淬火终点温度和分配温度的升高或分配时间的延长，马氏体和碳化物的微观形貌会发生变化；相比传统的直接淬火工艺，Q&P工艺处理热成形钢22MnB5的综合力学性能有了明显的提升，在淬火终点温度和分配温度都为325℃，分配时间为60s时得到的试样强塑积最高，达到20435MPa·%；Q&P工艺处理的试样中残余奥氏体含量可达5.5%。（3）对武钢热成形钢进行一步法Q&P工艺处理后研究发现：在Q&P工艺处理后，试样的显微组织以马氏体和残余奥氏体混合组织为主，同时有少量的碳化物析出，随着淬火终点温度和分配温度的升高或分配时间的延长，组织的回火特征会更加明显，导致试样的强度逐渐降低；武钢热成形钢在Q&P工艺处理后综合力学性能得到了大幅度的提升，在淬火终点温度和分配温度都为230℃，分配时间为90s时试样的综合力学性能最佳，其强塑积达到24017MPa·%；在Q&P工艺处理后试验钢的残余奥氏体含量达到6.6%。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-33
  1.1 研究背景  12-14
  1.2 Q&P 工艺简介  14-19
  1.3 Q&P 钢的研究概况  19-31
  1.4 研究内容、目的和意义  31
  1.5 研究方案  31-33
2 试验材料、设备和方法  33-41
  2.1 引言  33
  2.2 试验材料和设备  33-35
  2.3 热处理工艺设计  35-37
  2.4 力学性能测试  37-39
  2.5 显微组织分析  39-41
3 TRIP800 钢的 Q&P 工艺研究  41-59
  3.1 引言  41
  3.2 热处理工艺  41-43
  3.3 力学性能分析  43-47
  3.4 断口形貌分析  47-49
  3.5 物相分析  49-51
  3.6 显微组织分析  51-57
  3.7 本章小结  57-59
4 热成形钢 22MnB5 的 Q&P 工艺研究  59-76
  4.1 引言  59-60
  4.2 热处理工艺  60-62
  4.3 力学性能分析  62-66
  4.4 断口形貌分析  66-68
  4.5 物相分析  68-69
  4.6 显微组织分析  69-74
  4.7 本章小结  74-76
5 武钢热成形钢的 Q&P 工艺研究  76-90
  5.1 引言  76-77
  5.2 热处理工艺  77-78
  5.3 力学性能分析  78-82
  5.4 断口形貌分析  82-83
  5.5 物相分析  83-85
  5.6 显微组织分析  85-88
  5.7 本章小结  88-90
6 全文总结  90-92
致谢  92-93
参考文献  93-102
附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录  102

TRIP800钢和热成形钢的Q&P工艺研究

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