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【摘 要】伴随着科学技术的进步和现代化生产的发展，对于钢材的需求量正在逐年上升。本文主要研究了不同冷轧压下量对TW IP钢组织和性能的若干影响。通过综合对比，分析和总结得出实验性研究结果，当冷轧压下量为65.0% 经1000℃退火后，变形时孪晶诱导塑性钢板的拉伸强度就达到了650MPa，当然，屈服强度也升高到了260MPa，其他各方面性能也在不同程度上有所提高，力学性能表现良好。要想使钢板具有较好的力学表现，就要使得钢板在拉伸变形过程当中能够出现大量的形变孪晶，发生了TWIP效应—孪晶诱发塑性效应。
【关键词】冷轧压下量；退火温度；TW IP效应；孪晶
目前，全球正在应对能源危机带来的各种社会问题。石油资源的逐年减少，国际油价的波动给汽车制作业带来了巨大的挑战。减低汽车的能源消耗的研究是一个需要迫切解决的问题，其中一个主要的研究方向是采用高强度，甚至是超高强度的钢板。汽车制造业要求生产出更加轻量型的安全又低能耗的汽车，无论是国内自主品牌的开发，还是很多国际大品牌，都在努力地促进汽车工业对钢铁工业的需求。在现阶段的生产状况下，我国汽车用钢严重不足，消费需求量大，增加更多的钢铁制造产业和生产工厂势在必行，国际间相互合作，从品牌到品质的提高，给汽车用钢提供更加优质的技术支持。如今，人类对于变形时孪晶诱导塑性钢板的研究工作仍处于初级阶段，很多新的技术和方案还在研究探讨过程当中，想要更加深入的研究变形时孪晶诱导塑性钢板，对其组织变化规律和力学性能的有更多的了解。本文对不同冷轧压下量的TW IP钢组织和性能进行了实验，初步探讨了TW IP钢高强度高塑性的加工工艺，为开发综合性能良好的高强度，高塑性钢提供参考。
1.冷轧技术和TW IP钢性能
冷轧技术其实指处于常温时由热轧板加工而成，其实质是热轧经过连续的冷变型而成的冷轧。在19世纪中期，德国就出现了冷轧钢技术，随后，美国人发明了25mm的冷轧机。随着技术的不断更新，冷轧钢的宽度也在不断地增大。我国的冷轧宽带钢技术大概是在1960年开始的，在三十年的发展过程中，我国的冷轧钢生产能力提高了20倍，即使如此，仍远远赶不上我过经济发展的速度，不断的改进技术，提高生产质量是目前最急需解决的问题。
TW IP钢在变形时孪晶诱导塑性或通过应变诱导残留奥氏体转变为马氏体钢经轧制并退火、水淬处理后基体组织为奥氏体，并伴有大量退火孪晶。孪生其实是塑性变形的另一种机制，这个过程中孪晶出现的频率和尺寸随着晶体结构和层错能大小的变化而变化。当晶体因为切应力的作用而发生孪生变形时，其中的一部分就会沿一定的孪生面和孪生方向相对于另一部分作均匀的切变，但是其点阵类型不发生变化，同时它使晶体取向发生变更，变为与未切变区晶体成镜面对称的取向。虽然变形部分的晶体位向发生了改变，可是原来处于不利取向的滑移系转变为新的有利取向，可以进一步激发滑移。如此，孪生与滑移在交替进行时，使TWIP钢的塑性非常优异。在轧制过程中，孪晶会随着形变的增加发生转动，在4个孪生面都会出现堆垛层错和孪晶，导致孪晶间的相互制约。即使应变量增加，孪晶也不能发生转动，就会沿轧制面排列。TW IP钢优异的力学性能在于，孪生诱导塑性在形变中的作用与传统的概念完全不同。因此在TW IP钢成分设计上，要求其在形变过程中诱发孪晶，抑制马氏体相变，从而产生TW IP效应。
2.实验结果与讨论
2.1力学性能测试
退火温度的不同直接影响钢板的各项性能，例如钢塑性与退火温度的则呈正相关，当退火温度为900℃时，钢塑性为65%，退火温度为1100℃时钢塑性高达85%，提高了20%，由此可知，若想提高钢塑性，提高退火温度是方法之一。钢的硬度与退火温度呈负相关，退火温度小于1000℃时，硬度会发生极大变化，退火温度大于1000℃时，硬度变化量极小，那么1000℃以上时钢会进行结晶。而强度与退火温度成负相关，屈服强度和拉伸强度的下降主要是由于退火温度的不断升高导致，有实验数据表明，屈服强度下降了115MPa，而拉伸强度下降了120MPa。由此可见，退火温度的不同直接影响着钢板的各项性能指标。
钢板的强度随工艺的不同有明显的变化趋势，随退火温度的升高强度明显下降，其中抗拉强度由最高的840MPa降至640MPa，降低了200MPa，屈服强度由575MPa降到了255MPa，降幅达300MPa。可见退火温度对强度具有重要的影响。钢塑性的变化也与退火温度有直接的关系，随着退火温度的不断升高，刚塑性也在不断地提高，当退火温度提高到1000℃时，刚塑性能够达到80%左右，钢塑性最好的时候达到了84%。可见提高退火温度可明显提高钢的塑性。随着退火温度升高硬度明显下降。退火温度低于900℃时，硬度变化曲线较陡，硬度变化较大。
综上所述，不同的冷轧压下量，变形时孪晶诱导塑性钢板的各项性能变现均不一样，其中冷轧压下量为65.0%的变形时孪晶诱导塑性钢板的钢性能达到了最优效果。
2.2光学组织观察及分析
钢板经过不同冷轧压下和不同温度退火变性的试验后，在显微镜下观察可发现，退火后，钢板的性能更好，其组织边界有明显的退后孪晶出现，与此同时，还发现一个规律，在同一冷轧变形量下组织晶粒随退火温度的升高而增大，有数据表明，由800℃时二等2-3μm增大到1000℃时的20-40μm，1000℃退火后基体中全部都是大块的退火孪晶。对于不同冷轧变形量的钢板在相同退火温度下比较，变形量大的退火后的晶粒要大。孪生变形现象只是使一部分的晶体发生了变化，变形部分和为变形部分其实是对称的，而且呈现出镜面对称的特点。
2.3 X射线衍射分析和透射电子显微镜组织观察
为了进一步分析钢板变形前后的微观组织，我们进行了X射线衍射分析实验以及透射电子显微镜微观组织观察实验，经X射线衍射分析，钢板800℃退火后为体心立方和面心立方的两种结构组成。投射电镜微观组织观察为多边形铁素体和位于铁素体晶界长大的奥氏体，并且在奥氏体晶粒中有少量的层错和孪晶存在。孪生变形现象改变了晶体的位相，使晶粒转动到有利的位置。
2.4讨论
结晶温度的变化主要原因是由于其驱动力的改变，而在再结晶的过程中起驱动力的增大是会直接影响结晶温度降低，其驱动力增大的原因是金属畸变导致的，再结晶的过程中随着变形程度的增加晶体的畸变度也会大大增加，所以可以得出增大变形量能直接降低再结晶退火的温度，而岁便形量增大可以造成钢板在退火之后晶体的直接增大，因此要想降低TW IP钢的退火温度，就必须增强变形量。
3.结论
目前，TW IP钢研究主要集中在制造工艺、力学性能、成分设计、以及变形机制与模型等领域。特别是随着薄带连铸流程的日益成熟化，快速凝固技术对TW IP钢的研究提供了更便利的条件。当冷轧压下量为65.0 % 经1000℃退火后，变形时孪晶诱导塑性钢板的拉伸强度就达到了650MPa，当然，屈服强度也升高到了260MPa，其他各方面性能也在不同程度上有所提高，力学表现相当不错。在随后的拉伸变形过程中产生大量的形变孪晶，发生了TW IP效应—孪晶诱发塑性效应，使钢板具有优良的力学性能。
【参考文献】
[1]胡德林，张帆.三元合金相图[J].西安：西安工业大学出版社，2006.12（11）：36-37.
[2]王书晗，刘振宇，王国栋，等.热处理工艺对TW IP钢组织性能的影响[J].东北大学学报，2008.29（9）：1283-1286.
[3]李大赵，卫英慧，刘春月，等.汽车用TW IP钢的基础研究现状[J].钢铁研究学报，2009.21（2）：1-5.
【关键词】冷轧压下量；退火温度；TW IP效应；孪晶
目前，全球正在应对能源危机带来的各种社会问题。石油资源的逐年减少，国际油价的波动给汽车制作业带来了巨大的挑战。减低汽车的能源消耗的研究是一个需要迫切解决的问题，其中一个主要的研究方向是采用高强度，甚至是超高强度的钢板。汽车制造业要求生产出更加轻量型的安全又低能耗的汽车，无论是国内自主品牌的开发，还是很多国际大品牌，都在努力地促进汽车工业对钢铁工业的需求。在现阶段的生产状况下，我国汽车用钢严重不足，消费需求量大，增加更多的钢铁制造产业和生产工厂势在必行，国际间相互合作，从品牌到品质的提高，给汽车用钢提供更加优质的技术支持。如今，人类对于变形时孪晶诱导塑性钢板的研究工作仍处于初级阶段，很多新的技术和方案还在研究探讨过程当中，想要更加深入的研究变形时孪晶诱导塑性钢板，对其组织变化规律和力学性能的有更多的了解。本文对不同冷轧压下量的TW IP钢组织和性能进行了实验，初步探讨了TW IP钢高强度高塑性的加工工艺，为开发综合性能良好的高强度，高塑性钢提供参考。
1.冷轧技术和TW IP钢性能
冷轧技术其实指处于常温时由热轧板加工而成，其实质是热轧经过连续的冷变型而成的冷轧。在19世纪中期，德国就出现了冷轧钢技术，随后，美国人发明了25mm的冷轧机。随着技术的不断更新，冷轧钢的宽度也在不断地增大。我国的冷轧宽带钢技术大概是在1960年开始的，在三十年的发展过程中，我国的冷轧钢生产能力提高了20倍，即使如此，仍远远赶不上我过经济发展的速度，不断的改进技术，提高生产质量是目前最急需解决的问题。
TW IP钢在变形时孪晶诱导塑性或通过应变诱导残留奥氏体转变为马氏体钢经轧制并退火、水淬处理后基体组织为奥氏体，并伴有大量退火孪晶。孪生其实是塑性变形的另一种机制，这个过程中孪晶出现的频率和尺寸随着晶体结构和层错能大小的变化而变化。当晶体因为切应力的作用而发生孪生变形时，其中的一部分就会沿一定的孪生面和孪生方向相对于另一部分作均匀的切变，但是其点阵类型不发生变化，同时它使晶体取向发生变更，变为与未切变区晶体成镜面对称的取向。虽然变形部分的晶体位向发生了改变，可是原来处于不利取向的滑移系转变为新的有利取向，可以进一步激发滑移。如此，孪生与滑移在交替进行时，使TWIP钢的塑性非常优异。在轧制过程中，孪晶会随着形变的增加发生转动，在4个孪生面都会出现堆垛层错和孪晶，导致孪晶间的相互制约。即使应变量增加，孪晶也不能发生转动，就会沿轧制面排列。TW IP钢优异的力学性能在于，孪生诱导塑性在形变中的作用与传统的概念完全不同。因此在TW IP钢成分设计上，要求其在形变过程中诱发孪晶，抑制马氏体相变，从而产生TW IP效应。
2.实验结果与讨论
2.1力学性能测试
退火温度的不同直接影响钢板的各项性能，例如钢塑性与退火温度的则呈正相关，当退火温度为900℃时，钢塑性为65%，退火温度为1100℃时钢塑性高达85%，提高了20%，由此可知，若想提高钢塑性，提高退火温度是方法之一。钢的硬度与退火温度呈负相关，退火温度小于1000℃时，硬度会发生极大变化，退火温度大于1000℃时，硬度变化量极小，那么1000℃以上时钢会进行结晶。而强度与退火温度成负相关，屈服强度和拉伸强度的下降主要是由于退火温度的不断升高导致，有实验数据表明，屈服强度下降了115MPa，而拉伸强度下降了120MPa。由此可见，退火温度的不同直接影响着钢板的各项性能指标。
钢板的强度随工艺的不同有明显的变化趋势，随退火温度的升高强度明显下降，其中抗拉强度由最高的840MPa降至640MPa，降低了200MPa，屈服强度由575MPa降到了255MPa，降幅达300MPa。可见退火温度对强度具有重要的影响。钢塑性的变化也与退火温度有直接的关系，随着退火温度的不断升高，刚塑性也在不断地提高，当退火温度提高到1000℃时，刚塑性能够达到80%左右，钢塑性最好的时候达到了84%。可见提高退火温度可明显提高钢的塑性。随着退火温度升高硬度明显下降。退火温度低于900℃时，硬度变化曲线较陡，硬度变化较大。
综上所述，不同的冷轧压下量，变形时孪晶诱导塑性钢板的各项性能变现均不一样，其中冷轧压下量为65.0%的变形时孪晶诱导塑性钢板的钢性能达到了最优效果。
2.2光学组织观察及分析
钢板经过不同冷轧压下和不同温度退火变性的试验后，在显微镜下观察可发现，退火后，钢板的性能更好，其组织边界有明显的退后孪晶出现，与此同时，还发现一个规律，在同一冷轧变形量下组织晶粒随退火温度的升高而增大，有数据表明，由800℃时二等2-3μm增大到1000℃时的20-40μm，1000℃退火后基体中全部都是大块的退火孪晶。对于不同冷轧变形量的钢板在相同退火温度下比较，变形量大的退火后的晶粒要大。孪生变形现象只是使一部分的晶体发生了变化，变形部分和为变形部分其实是对称的，而且呈现出镜面对称的特点。
2.3 X射线衍射分析和透射电子显微镜组织观察
为了进一步分析钢板变形前后的微观组织，我们进行了X射线衍射分析实验以及透射电子显微镜微观组织观察实验，经X射线衍射分析，钢板800℃退火后为体心立方和面心立方的两种结构组成。投射电镜微观组织观察为多边形铁素体和位于铁素体晶界长大的奥氏体，并且在奥氏体晶粒中有少量的层错和孪晶存在。孪生变形现象改变了晶体的位相，使晶粒转动到有利的位置。
2.4讨论
结晶温度的变化主要原因是由于其驱动力的改变，而在再结晶的过程中起驱动力的增大是会直接影响结晶温度降低，其驱动力增大的原因是金属畸变导致的，再结晶的过程中随着变形程度的增加晶体的畸变度也会大大增加，所以可以得出增大变形量能直接降低再结晶退火的温度，而岁便形量增大可以造成钢板在退火之后晶体的直接增大，因此要想降低TW IP钢的退火温度，就必须增强变形量。
3.结论
目前，TW IP钢研究主要集中在制造工艺、力学性能、成分设计、以及变形机制与模型等领域。特别是随着薄带连铸流程的日益成熟化，快速凝固技术对TW IP钢的研究提供了更便利的条件。当冷轧压下量为65.0 % 经1000℃退火后，变形时孪晶诱导塑性钢板的拉伸强度就达到了650MPa，当然，屈服强度也升高到了260MPa，其他各方面性能也在不同程度上有所提高，力学表现相当不错。在随后的拉伸变形过程中产生大量的形变孪晶，发生了TW IP效应—孪晶诱发塑性效应，使钢板具有优良的力学性能。
【参考文献】
[1]胡德林，张帆.三元合金相图[J].西安：西安工业大学出版社，2006.12（11）：36-37.
[2]王书晗，刘振宇，王国栋，等.热处理工艺对TW IP钢组织性能的影响[J].东北大学学报，2008.29（9）：1283-1286.
[3]李大赵，卫英慧，刘春月，等.汽车用TW IP钢的基础研究现状[J].钢铁研究学报，2009.21（2）：1-5.