高强Ti-IF钢中硼、磷竞争晶界偏聚及其对性能的影响

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高强度IF(interstitial-free steel)钢兼有优异的深冲性能和较高的强度,广泛用于轿车面板,使得减轻轿车自重进而达到节能减排的目的成为可能。本文借助俄歇电子能谱仪(AES)、金相显微镜(OM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、X射线衍射仪(XRD)、万能试验机等手段,对不同磷、硼含量的热轧与退火高强IF钢中磷和硼的晶界偏聚、织构、力学性能进行了研究。得到以下主要结论:高强IF钢中添加硼,热轧及退火后硼、磷均发生晶界偏聚现象,硼的添加使得IF钢再结晶退火以后小角度晶界及重合位置点阵(CSL)晶界结构数量增多,任意大角度晶界数量降低;此外,硼在-Fe中扩散系数较大,退火过程硼原子优先扩散到晶界而抑制磷的晶界偏聚;晶界结构的改变及扩散系数差异导致含硼的高强IF钢中磷的晶界偏聚量大大降低。不同硼含量的实验钢在810℃退火120s后得到较强的γ纤维织构,主要织构组分是{111}<112>和{111}<110>,退火温度由750℃升高到840℃,{111}织构含量先增大后减小。含硼与不含硼的热轧IF钢晶粒尺寸及磷、硼的晶界偏聚,晶界结构特征分布的不同影响高强IF钢冷变形后位错胞状结构、变形带分布,而变形亚结构影响再结晶退火过程不同取向晶粒形核与长大及{111}面织构的演变过程。随IF钢中P、B含量不同,钢的强度和塑性应变比r值变化较大,当P含量较高而B含量较低时,强度较高,而r值较低。而当P与B含量适量时,高强IF钢能够有较好的力学性能。
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