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双相钢因其强度高、加工性能好(低屈强比)等优良的综合性能而得到世界各国大力开发和研究，已成为汽车用钢板的主要材料。针对目前汽车轻量化的目标，迫切需要发展高强度和超高强度双相钢，以达到节能减排的目的。本文在DP590冷轧双相钢研究的基础上，将徐祖耀提出的用于生产高强度马氏体钢的淬火-分配-回火(Q-P-T)热处理工艺用于双相钢，研制出一种抗拉强度超过1000MPa，延伸率超过10％的低屈强比、超高强度双相钢；通常一辆汽车车身包含有几千个电阻点焊的焊点，这些焊点的强度和性能严重影响着汽车的安全性和可靠性。因此，需要提高焊点的力学性能来提高汽车的安全性。在本文中，深入研究了DP590双相钢电阻点焊接头增强机制用于推广双相钢在汽车中的应用。主要研究内容和结论描述如下：
1.为了给低屈强比、超高强度双相钢设计提供科学依据，本文首先对DP590双相钢在不同临界退火温度下保温不同时间后水淬处理的样品进行研究，通过光学显微镜(OM)，扫描电子显微镜(SEM)对其微观组织、拉伸断口形貌和力学性能进行表征，揭示了热处理工艺对微观组织和性能的影响规律及其原因。结果表明：高的临界退火温度对应高的抗拉强度。800℃下保温5 min后水淬得到的双相钢，其抗拉强度为1134MPa，总延伸率为15％，屈强比为0.6，表现出优秀的综合力学性能。随着保温时间的延长，抗拉强度逐渐升高，延伸率逐渐降低，而屈服强度则先降低后升高。随着临界退火温度的提高、保温时间的延长，断裂形式由细小的延性韧窝为主导的延性断裂逐步转变为由河流状花样解理为主导的脆性断裂。通过分析不同临界区加热时的奥氏体形成，发现随着临界区保温温度的提高，临界区保温时间的延长，奥氏体的形成量逐渐提高，但是超过一定时间后，奥氏体的形成量趋于平衡，几乎没有发生变化。
2.在DP590双相钢研究的基础上，通过适当提高C含量，添加Nb合金化元素，采用Q-P-T新工艺(Tq=270℃，Tp=300℃，t=300s)，研制出成分为0.15C-2.1Mn-0.45Si-0.015Nb-0.03Al低屈强比、超高强度双相钢。实验结果表明：此设计成分的双相钢通过Q-P-T工艺处理后，其抗拉强度为1047 MPa，总延伸率为15.5％，屈强比为0.458，达到了抗拉强度超过1000MPa、延伸率大于10％的低屈强比超高强度双相钢的设计目标。与传统双相钢水淬+回火工艺获得的双相钢(抗拉强度1127MPa，延伸率7％，屈强比0.872)相比，其抗拉强度仅降低8％，而延伸率提高了1.2倍，屈强比降低47％。通过OM、SEM、透射电镜、X射线衍射和电子背散射衍射等多种方法对微观组织进行了表征，结果表明相对于传统双相钢水淬+回火工艺而言，经Q-P-T工艺处理后的双相钢良好的力学性能主要起因于：(1)钢中马氏体和铁素体晶粒分布均匀(几乎无连续带状马氏体出现)；(2)在分配过程中锰和碳的充分扩散抑制了Mn7C3在马氏体基体中析出及椭球状的渗碳体在铁素体基体中析出；(3)更小的的淬火应力；(4)更多的取向附生铁素体。
3.在DP590双相钢单脉冲电阻点焊工艺上，通过添加不同的第二脉冲，采用SORPAS软件设计了三种双脉冲电阻点焊工艺并对其进行焊接。通过对点焊接头微观组织进行表征，发现分布在马氏体板条中的针状微观组织为针状铁素体，它的平均长度约为250nm，宽度约为30nm。到目前为此，在快速冷却的电阻点焊过程中产生如此精细的针状铁素体，还没有报道过。针状铁素体与其周围的马氏体板条具有立方对立方的位向关系。通过分析得知针状铁素体来源于第二脉冲过程中的逆相变奥氏体或大块残余奥氏体，而且由于极大的过冷度使针状铁素体不需要借助于夹杂物来形核，这与传统的观点和实验结果不同。通过调整第二脉冲的焊接参数，更多的针状铁素体及更好的力学性能能够获得；同时还发现分布在马氏体基体中的树叶状微观组织为Cr3c2或CrC，而不是通常所观察到的Cr23C6、Cr7C3。
4.相对于单脉冲电阻点焊而言，DP590双相钢电阻点焊接头的延性比能够通过添加合适的双脉冲而提高51％。通过结合SORPAS软件模拟的热循环曲线对焊接冶金过程进行分析，结果表明双脉冲点焊接头延性比提高主要归咎于更低的焊接内应力、更多的残余奥氏体、针状铁素体及铬碳化物的存在。在此基础上，提出了双脉冲电阻点焊接头强韧化机制。