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汽车轻量化背景下,第三代先进高强钢(Advanced high strength steel,AHSS)替换传统汽车用钢可实现车身减重约20%。同时汽车车身安全性要求汽车用AHSS具有优异的综合力学性能,良好的碰撞吸能特性,强塑积需达到20.0 GPa·%以上的水平。这要求材料保持高强度的同时还应具有良好的塑形和韧性。基于奥氏体TRIP效应和α/γ复相组织理论的Q&P热处理工艺,可使传统热成形用超高强度钢拥有良好的强塑性匹配。本研究采用自主创新研发的风冷淬火过程精确控制平台,将新型风冷淬火技术与Q&P热处理工艺结合,保证冷却过程中板料温度均匀性,开发了基于风冷淬火的Q&P热处理工艺。旨在研究开发进一步提升汽车用超高强度钢板的综合力学性能的新型热处理工艺,满足第三代AHSS对于碰撞吸能的要求。同时为超高强热成形钢板Q&P技术的工业化应用提供初步的理论依据及解决方案。采用超高强度汽车用热成形钢板22MnB5作为研究对象,经碳配分热力学模型计算出22MnB5钢板Q&P工艺最佳淬火温度。在风冷淬火过程精确控制平台上采用一步法Q&P热处理工艺研究了配分制度对试样微观组织及力学性能变化规律。研究经风冷Q&P处理后试样中残余奥氏体稳定性,得到了如下结果:依据22MnB5碳配分热力学模型,在一步法Q&P工艺的基础上设计风冷Q&P实验方案,表征风冷Q&P处理后试样的微观组织,结果显示,经风冷Q&P工艺处理后的22MnB5室温组织为板条状马氏体和薄膜状、块状、粒状残余奥氏体。配分温度为270℃,配分时间为90s时试样的抗拉强度为1359MPa,延伸率为15.9%,强塑积21.61GPa·%。300℃下配分30s,试样的抗拉强度为1441MPa,延伸率15.1%,强塑积达到21.76GPa·%。300℃下配分60s,试样抗拉强度1410MPa,延伸率15.7%,强塑积达到22.14GPa·%,远高于直接淬火试样10.79GPa·%。其综合力学性能较直接淬火处理的试样有很大程度的改善。经风冷Q&P处理后的组织为板条马氏体及残余奥氏体,其中残余奥氏体的含量最大为7.1wt.%,最小为2.8wt.%,残余奥氏体中平均碳含量为1.1wt.%。试样拉断后残余奥氏体平均碳含量为1.46wt.%,说明采用风冷淬火的方式结合Q&P热处理工艺,可以提高试样中残余奥氏体的稳定性,强塑积得到显著提升。以上结果表明,利用自主创新研发的风冷淬火过程精确控制平台设计的风冷Q&P热处理方法,作为一种热成形钢板的新型Q&P工艺可以有效提高超高强度汽车用钢板的强塑积,该工艺有冷却过程控制精确、操作简便、设备兼容性好等特点,在汽车用钢板制造业领域具有广泛的应用前景和巨大的潜力。