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第三代先进高强钢的研究是在第一代先进高强钢不明显增加合金含量的条件下,其强度和塑性达到更高水平,以提高钢的成形性与碰撞性能,或者通过降低第二代先进高强度钢的合金含量,降低生产成本,并提高其工艺性能与使用性能。综合性能优异的第三代先进高强度钢已成为科研机构和企业研发的热点,本人根据Speer教授提出的淬火-配分(Q&P)工艺,对实验钢进行完全奥氏体化Q&P工艺和部分奥氏体化IQ&P工艺处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、及室温拉伸试验等手段,研究了完全奥氏体化Q&P工艺的淬火温度和配分时间以及部分奥氏体化IQ&P工艺的两相区保温时间对Q&P钢显微组织和力学性能的影响,分析了Q&P钢的高强度高塑性的机理,尤其关注钢中残余奥氏体含量对Q&P钢性能的影响。本文得出以下结论:(1)实验钢经完全奥氏体化Q&P工艺不同淬火温度处理,其组织由板条马氏体和残留奥氏体组成,随着淬火温度的逐渐升高,一次淬火马氏体逐渐减少,而残余奥氏体则呈先升高后降低的趋势。当淬火温度为340℃时,会出现孪晶马氏体。随着淬火温度的升高,Q&P钢的抗拉强度逐渐降低,而断后延伸率则呈先增大后减小的趋势,在淬火温度为280℃时,其残留奥氏体的含量达到最大6.4%,抗拉强度为1269 MPa,断后延伸率为16.7%,强塑积达到21.2GPa·%。从综合力学性能的角度考虑,280℃为该Q&P钢的最佳淬火温度。(2)实验钢经完全奥氏体化Q&P工艺不同配分时间处理,其显微组织由板条马氏体、回火屈氏体和残余奥氏体组成。配分时间较短时,碳向残余奥氏体扩散的不充分,其组织为板条马氏体和残余奥氏体,随着配分时间的延长,部分一次淬火马氏体在中温回火过程中分解为铁素体和碳化物(屈氏体)。随着配分时间的增加,残余奥氏体呈先升高后降低的趋势,实验钢的抗拉强度主要取决于组织中马氏体含量和马氏体中的碳含量。在最佳淬火温度280℃和最佳配分时间60s的条件下,残余奥氏体含量达到最大6.4%,抗拉强度为1269MPa,断后延伸率为16.7%,强塑积达到最大21.2GPa·%。(3)实验钢经部分奥氏体化IQ&P工艺处理后,其组织主要由板条马氏、回火屈氏体、块状铁素体和残余奧氏体组成。随着保温时间的延长,马氏体和铁素体的晶粒长大,回火屈氏体逐渐增多。残余奥氏体含量随两相区保温时间的变化趋势总体上呈先升高后降低的趋势,抗拉强塑随保温时间变化不大。保温15min时,残余奥氏体含量达到最大7.8%,抗拉强度为1074MPa,断后延伸率为22.9%,强塑积达到最大24.6GPa·%。(4)部分奥氏体化IQ&P工艺处理能够有效地改善Q&P钢的力学性能,虽然抗拉强度相比完全奥氏体化Q&P钢下降了大约200 MPa,但延伸率提高了37%,强塑积提升16%,达到最大24.6GPa·%,较完全奥氏体化Q&P钢具有更优异的性能。在只改变一个工艺参数的条件下,最大强塑积总是在残余奥氏体含量最大的时候获得。