【摘 要】
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为了更好地适应轻量化快速发展趋势与轻金属材料的竞争压力,本文设计了Cr-Mo系与Cu-Ni系两种不同成分体系的深冲双相钢,通过热力学与动力学计算,采用热膨胀、盐浴退火的方法,探讨了不同合金元素下试验钢在不同冷速下对组织的影响,以及退火温度与时间对铁素体再结晶和马氏体相变的演变机理,研究了合金元素、冷却速率、退火工艺对深冲DP钢组织与力学性能的影响,获得了如下关键性结论。(1)通过热膨胀试验研究发现
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为了更好地适应轻量化快速发展趋势与轻金属材料的竞争压力,本文设计了Cr-Mo系与Cu-Ni系两种不同成分体系的深冲双相钢,通过热力学与动力学计算,采用热膨胀、盐浴退火的方法,探讨了不同合金元素下试验钢在不同冷速下对组织的影响,以及退火温度与时间对铁素体再结晶和马氏体相变的演变机理,研究了合金元素、冷却速率、退火工艺对深冲DP钢组织与力学性能的影响,获得了如下关键性结论。（1）通过热膨胀试验研究发现,2#Si-Cr-Mo钢、4#Al-Mn-Cu-Ni钢AC1分别为810°C与835°C,AC3分别为971°C与975°C。其中2#钢在冷速为0.5～10°C/s时,为铁素体转变区;冷速为3～15°C/s时,为珠光体转变区;冷速≥15°C/s时,珠光体消失,组织中只有贝氏体组织。4#钢贝氏体转变区较广,覆盖整个试验冷却范围;在冷却速率达到3°C/s时,珠光体转变消失;而铁素体转变区相对较宽,其覆盖的冷却速率范围为0.5～5°C/s。（2）对于1#Cr-Mo以及2#Si-Cr-Mo深冲DP钢研究发现,强度随退火温度的增加,先增加后减小;当退火温度进一步增加时,强度稍有增加而后再减小。延伸率表现为先减小再增加;其中1#钢最佳退火温度为880°C,2#钢为900°C;而2#钢在不同退火时间下,r值均大于1#钢,其中1#钢最佳退火时间为600 s,2#钢为900 s。Si元素质量分数的增加明显扩大两相区,使铁素体再结晶{111}织构得到充分发展,显著细化两相区加热时铁素体再结晶晶粒,并且改善组织分布使奥氏体有足够时间形核,马氏体岛在细化的铁素体中得到均匀分布,明显提高强度与r值。（3）对于3#Cu-Ni以及4#Al-Mn-Cu-Ni深冲DP钢研究发现,3#钢缺少合金碳化物,导致铁素体晶粒随退火温度的增加出现粗化,恶化力学性能;4#钢随退火温度的增加,强度与延伸率均表现为先减小后增加;其中3#钢在820°C时力学性能达到最优,而4#钢为880°C达到最优且r值最高达1.2。在对4#钢退火时间的研究中发现,随着退火时间的延长,强度、延伸率、r值均表现为先增加后减小,且r值均大于1,并在退火时间为600 s时力学性能达到最优。Al、Mn元素扩大4#钢两相区范围,并且降低AC1,在细化组织晶粒的同时加速马氏体相变,铁素体晶粒得到充分的发展,极大改善了力学性能。
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