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车轮作为汽车的重要组成部件,工作条件苛刻,对车轮用钢的力学性能要求较高。国内日益增长的汽车市场,使得环保节能成为趋势。低成本和减量化成为发展方向,研究和开发新的高强钢成为必然。在C-Mn钢的基础之上,对成分进行微调,适当添加微合金元素,并通过控轧控冷工艺的改进来达到提高力学性能的目的。本文对实验钢的高温变形行为、奥氏体连续冷却过程中组织演变进行了研究,并在实验室条件下进行试轧制,以期获得组织和性能均良好的工艺参数。对轧后的实验钢进行力学性能检测和显微组织观察,为研发新的高强钢提供依据。本论文主要工作如下: (1)综合考虑对扩孔性能、成形性能、焊接性能和疲劳性能要求,在C-Mn钢的基础之上,复合添加适量的微合金元素铌、钒、钛,确定车轮钢的化学成分。 (2)研究实验钢的高温变形行为,探讨变形温度、变形速率和变形程度对变形抗力的影响,建立其变形抗力模型;研究变形及冷却制度对组织演变的影响规律,绘制CCT曲线,为控轧控冷工艺的确定提供依据。 (3)在(φ)450热轧试验机上进行热轧实验,对实验钢进行显微组织观察和力学性能测试,分析轧制工艺参数对显微组织和力学性能的影响规律。 (4)对实验钢进行冷弯试验,分析冷成形性能;测定实验钢的扩孔性能,观察扩孔试样中的微裂纹,确定相组成及微观形貌对扩孔性能的影响规律;测定实验钢在不同温度下的冲击韧性,观察冲击断口形貌,分析冲击韧性随温度的变化规律。 (5)通过TEM观察不同卷取温度下实验钢的精细组织,确定组织中的位错密度及珠光体片层间距。并利用数学模型对不同卷取温度下的强度值进行回归,计算各强化机制对实验钢强度的贡献量。 (6)综合分析以上实验结果,获得适宜于590MPa级车轮钢工业生产的工艺路线。