合金元素在淬火配分钢中的应用研究进展 被引量：12

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作者 田亚强 黎旺 +3 位作者 郑小平 魏英立 宋进英 陈连生 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1109-1118,共10页

淬火配分钢作为第三代先进高强汽车钢候选材料之一,兼备低成本、高强度、高塑性等突出优点。与第一代、第二代先进高强钢相比,淬火配分钢更加符合现代汽车轻量化、绿色化与安全化的发展趋势,可用于制造保险杠、碰撞梁与A/B/C柱等强度高... 淬火配分钢作为第三代先进高强汽车钢候选材料之一,兼备低成本、高强度、高塑性等突出优点。与第一代、第二代先进高强钢相比,淬火配分钢更加符合现代汽车轻量化、绿色化与安全化的发展趋势,可用于制造保险杠、碰撞梁与A/B/C柱等强度高且成型复杂的冲压件。其中,合金元素是淬火配分钢的研发基础,近年来通过发挥钢材内合金元素的作用,遵循"多相"、"亚稳"、"多尺度"组织调控理念,使得淬火配分钢在综合性能方面取得了长足的进展。但由于淬火配分钢强度较高(800～1 500 MPa),目前仅宝钢、鞍钢、唐钢等少数国内钢铁企业具备生产能力。受Mn-Si系TRIP钢以及高Si无碳空冷贝氏体钢研发的启示,Speer J G基于高碳/中碳含硅钢实验结果以及热力学与动力学模拟,较全面地揭示了淬火-配分的概念。其难点在于淬火温度及配分时间的选取,即在保证强度的前提下使C配分最大化,以获得最佳马氏体/奥氏体复相组织配比,由此吸引众多研究者对淬火与配分工艺参数进行不断的探索,并发现在配分过程中将不可避免地引起碳化物析出、奥氏体分解,无法实现理想情况下的C完全配分到奥氏体中,导致残余奥氏体含量仅10%左右,限制延伸率进一步增加。若持续增添C又会恶化焊接性能。为解决这一矛盾,国内外研究者相继提出利用C、Mn等合金元素协同配分稳定奥氏体的想法,其中合金元素配分行为及促进其配分的途径成为目前淬火配分钢中奥氏体稳定化的研究焦点。研究者们利用3D-APT或EPMA技术对不同合金元素在铁素体、奥氏体、渗碳体间的配分行为进行表征并取得了丰硕的成果。钢中主流合金元素C、Mn、Si/Al、Cu/Ni在各相间化学势梯度的驱动下进行扩散,其中C、Mn、Cu/Ni原子偏向奥氏体一侧扩散,起稳定奥氏体的作用,而Si/Al向铁素体中配分,抑制渗碳体析出。此外,大量实验也证实了两相区加热及变形可强化合金元素的配分行为。本文简单介绍了淬火配分工艺的特点,阐述了淬火配分钢的增塑机理;并分析了不同合金元素在淬火配分钢中的作用,重点论述了不同合金元素的配分行为;同时根据合金元素的配分特点,详细指出了两种促进合金元素配分的主要途径;最后对合金元素在淬火配分钢中应用的前景进行了展望,为淬火配分钢的产业化发展奠定基础。 展开更多

关键词 淬火配分钢 合金元素 配分行为 两相区加热 形变

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QP980淬火-配分钢热模拟激光焊接热影响区性能

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作者 王金凤 郭亿 +4 位作者 苏文超 车亚军 蔡笑宇 李文娟 徐肖飞 《焊接学报》 北大核心 2025年第7期1-8,共8页

文中采用Gleeble-3500热模拟系统对QP980淬火-配分钢激光焊接热影响区(heat affected zone,HAZ)不同亚区进行热模拟,通过研究HAZ不同亚区的组织和性能,并与焊接接头HAZ相同区域进行比较.结果表明,热模拟获得的焊接HAZ各亚区组织与激光... 文中采用Gleeble-3500热模拟系统对QP980淬火-配分钢激光焊接热影响区(heat affected zone,HAZ)不同亚区进行热模拟,通过研究HAZ不同亚区的组织和性能,并与焊接接头HAZ相同区域进行比较.结果表明,热模拟获得的焊接HAZ各亚区组织与激光焊接接头相同区域的组织一致.力学性能分析表明,在热模拟试样中,亚临界热影响区(sub-critical heat affected zone,SCHAZ)抗拉强度和硬度都最低,断后伸长率在整个焊接HAZ中最大.拉伸试验中SCHAZ发生了明显的伸长,表明延展性能相对较好.焊接接头横截面硬度分析表明,焊接接头的临界热影响区(inter-critical heat affected zone,ICHAZ)硬度低于母材(base metal, BM),为焊接接头的软化区.焊接接头的拉伸性能及横截面硬度分布表明焊接接头的薄弱区域位于焊接HAZ的ICHAZ,与模拟焊接HAZ的性能吻合.通过对SCHAZ的组织进行分析,相比BM的几何必须位错密度(geometrically necessary dislocations,GND)减少,平均晶粒尺寸增大,小角度晶界晶粒含量下降. 展开更多

关键词 QP980淬火-配分钢 激光焊接 模拟焊接热影响区 接头软化

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连续退火过程淬火-配分钢再结晶行为及预测

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作者 雷明钢 李睿知 +4 位作者 宿泽轩 何方 李守华 杨永刚 米振莉 《热加工工艺》 北大核心 2025年第8期85-90,共6页

为了构建第三代先进高强钢—淬火配分(Q&P)钢连续退火过程铁素体再结晶动力学模型和再结晶晶粒尺寸模型,对其进行不同退火试验,探讨退火温度和保温时间对再结晶体积分数及晶粒尺寸的影响规律。结果表明:再结晶晶粒尺寸和体积分数均... 为了构建第三代先进高强钢—淬火配分(Q&P)钢连续退火过程铁素体再结晶动力学模型和再结晶晶粒尺寸模型,对其进行不同退火试验,探讨退火温度和保温时间对再结晶体积分数及晶粒尺寸的影响规律。结果表明:再结晶晶粒尺寸和体积分数均随退火温度和保温时间的升高不断增大;基于试验结果确定了再结晶动力学参数,并且运用模型预测了实际连续退火过程中的再结晶体积分数和再结晶晶粒尺寸;模型精度达到92%,能够为连续退火过程中再结晶体积分数和晶粒尺寸的预测提供理论依据。 展开更多

关键词 淬火-配分钢 再结晶 动力学模型 模型参数 连续退火

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QP1180淬火-配分钢激光焊接接头微观组织及力学性能

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作者 李文娟 王金凤 +4 位作者 苏文超 郭亿 车亚军 蔡笑宇 王海林 《精密成形工程》 北大核心 2025年第2期85-93,共9页

目的对QP1180淬火-配分超高强钢的激光焊接工艺进行研究,以获得没有缺陷、能满足汽车零部件使用要求的焊接接头。方法将1.6 mm厚的QP1180钢板作为母材,对其进行激光焊接,通过改变焊接速度和激光输出功率的方式改变焊接热输入;利用扫描... 目的对QP1180淬火-配分超高强钢的激光焊接工艺进行研究,以获得没有缺陷、能满足汽车零部件使用要求的焊接接头。方法将1.6 mm厚的QP1180钢板作为母材,对其进行激光焊接,通过改变焊接速度和激光输出功率的方式改变焊接热输入;利用扫描电子显微镜(SEM)、液压拉伸试验机和维氏硬度计等手段,研究热输入对接头宏观成形、界面组织演变规律及接头力学性能的影响。结果在调整激光焊接工艺参数的条件下,在焊缝表面均未发现明显缺陷,焊缝表面成形良好。随着热输入的增加,QP1180钢激光焊接接头焊缝金属区上下表面以及最窄区域的宽度均有所增加,并且在同样热输入条件下,激光输出功率对焊缝宽度的影响大于焊接速度的影响。母材平均硬度约为375HV,软化区位于亚临界热影响区,软化区宽度随着热输入的增加而变宽。与母材相比,软化区平均硬度下降17HV~52HV,细晶区硬度最高为536HV,较母材硬度大幅增加。在所有能实现焊透的热输入下,工艺参数对焊接接头的强度和塑性影响较小,且均能获得性能良好的焊缝。结论获得了没有缺陷并能满足汽车零部件使用要求的焊接接头。 展开更多

关键词 QP1180淬火-配分钢 激光焊接 工艺参数 微观组织

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配分温度对淬火-配分处理碳-硅-锰钢显微组织和性能的影响 被引量：6

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作者 陈连生 张健杨 +2 位作者 田亚强 宋进英 徐勇 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期29-32,共4页

采用扫描电镜和X射线衍射仪研究了淬火-配分(Q&P)工艺处理碳-硅-锰钢的显微组织,分析了配分温度对其力学性能和拉伸断口形貌的影响。结果表明:随着配分温度的升高,试验钢中的马氏体组织逐渐从淬火马氏体向回火马氏体转变,抗拉强度降... 采用扫描电镜和X射线衍射仪研究了淬火-配分(Q&P)工艺处理碳-硅-锰钢的显微组织,分析了配分温度对其力学性能和拉伸断口形貌的影响。结果表明:随着配分温度的升高,试验钢中的马氏体组织逐渐从淬火马氏体向回火马氏体转变,抗拉强度降低,伸长率增大,当配分温度为420℃时其强塑积达到最大,为23 366.64 MPa·%;试验钢伸长率随配分温度的变化趋势与其残余奥氏体含量的变化趋势基本一致,当配分温度为420℃时残余奥氏体体积分数最大,为14.4%,此时伸长率也达到最大,为23%;随着配分温度的升高,试验钢拉伸断口纤维区不断变大而放射区不断变小,且纤维区韧窝数量不断增多。 展开更多

关键词 配分温度 淬火-配分钢 显微组织 性能

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应变速率对热冲压淬火-配分钢显微组织与力学性能的影响 被引量：1

6

作者 吴聪 景财年 +2 位作者 林涛 叶道珉 雷启腾 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期73-79,共7页

采用分离式Hopkinson压杆对热冲压淬火-配分(HS-Q&P)钢在0~12000 s^(-1)应变速率范围内进行动态压缩实验,利用SEM,EBSD,XRD等分析表征手段探究动态压缩过程中试样的变形行为。结果表明:实验钢在不同速率下的变形行为基本相似且分为... 采用分离式Hopkinson压杆对热冲压淬火-配分(HS-Q&P)钢在0~12000 s^(-1)应变速率范围内进行动态压缩实验,利用SEM,EBSD,XRD等分析表征手段探究动态压缩过程中试样的变形行为。结果表明:实验钢在不同速率下的变形行为基本相似且分为3个阶段,在平台处应力有小幅度增加,增幅更多体现在应变上。在压缩过程中出现的绝热升温会带来软化效应。残余奥氏体的存在会提高实验钢的强度和塑性变形能力。钢中残余奥氏体发生相变诱导塑性(transformation induced plasticity,TRIP)效应减少的体积分数与马氏体增加的体积分数基本一致,证明TRIP效应为钢中主要的强化机制。同时,通过SEM可观测到残余奥氏体发生TRIP效应转变成细小针状马氏体,随着应变速率增加,晶格畸变越来越严重,EBSD图像中可以观测到部分形变孪晶,在不同应变速率下,〈001〉取向的晶粒都会更容易产生形变孪晶。 展开更多

关键词 热冲压淬火-配分钢 残余奥氏体 应变速率 绝热升温

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奥氏体化温度对C-Si-Mn钢淬火-配分后显微组织与拉伸性能的影响 被引量：3

7

作者 阎骏 周博文 樊雷 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期39-43,49,共6页

将初始组织为马氏体的0.2C-1.6Si-1.8Mn钢在不同温度(840,870,910℃)奥氏体化后进行淬火-配分(Q&P)处理,研究了奥氏体化温度对该钢显微组织与拉伸性能的影响。结果表明:当奥氏体化温度在两相区时,Q&P处理后试验钢中的铁素体主... 将初始组织为马氏体的0.2C-1.6Si-1.8Mn钢在不同温度(840,870,910℃)奥氏体化后进行淬火-配分(Q&P)处理,研究了奥氏体化温度对该钢显微组织与拉伸性能的影响。结果表明:当奥氏体化温度在两相区时,Q&P处理后试验钢中的铁素体主要呈带状,残余奥氏体呈块状和薄带状;随着奥氏体化温度升高,铁素体和残余奥氏体含量减少,马氏体含量增加,对应的屈服强度和抗拉强度增大,断后伸长率和强塑积下降;840℃奥氏体化+Q&P处理后试验钢更高的断后伸长率与其更高含量的残余奥氏体且残余奥氏体呈块状和薄带状2种形态有关,这能有效扩展相变诱导塑性效应区间。 展开更多

关键词 淬火-配分钢 奥氏体化温度 残余奥氏体形态 力学性能

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QP980钢拉伸过程的晶体塑性模拟 被引量：4

8

作者 杨浩 汪华苗 李大永 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1476-1482,共7页

淬火配分QP980钢变形过程中存在马氏体相变,对材料的力学性能产生明显影响.通过电子背散射衍射方法表征了QP980钢变形前后的微观组织,基于马氏体相变晶体学唯象理论建立了考虑相变的弹-黏塑性自洽多晶体塑性模型,模拟了QP980钢在单向拉... 淬火配分QP980钢变形过程中存在马氏体相变,对材料的力学性能产生明显影响.通过电子背散射衍射方法表征了QP980钢变形前后的微观组织,基于马氏体相变晶体学唯象理论建立了考虑相变的弹-黏塑性自洽多晶体塑性模型,模拟了QP980钢在单向拉伸过程中的宏观流动应力和织构演化.材料初始包含铁素体(F)、马氏体和残余奥氏体(RA),各相均为轧制织构,变形后残余奥氏体含量明显减少,残余奥氏体的〈111〉丝织构、铁素体和马氏体的〈110〉丝织构在拉伸方向有明显增强.相变提高了材料的强度和加工硬化率,但对各相的织构演化影响很小.根据计算变形过程中应变和应力的分配情况,铁素体和回火马氏体对变形起主要作用,变形过程中新生马氏体的应力最大,成为断裂的潜在萌生点. 展开更多

关键词 淬火配分钢 晶体塑性 马氏体相变 弹-黏塑性自洽

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先进高强度钢氢脆的研究进展 被引量：20

9

作者 罗洁 郭正洪 戎咏华 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1-9,共9页

综述了先进高强度钢氢脆的研究进展,重点介绍了双相钢、相变诱发塑性钢、孪生诱发塑性钢、淬火-配分钢等材料中的氢脆特征、断裂模式、断口形貌特点以及相关的断裂机制,为揭示先进高强度钢的氢脆机理及提出相应的预防措施提供参考。

关键词 氢脆 双相钢 相变诱发塑性钢 孪生诱发塑性钢 淬火-配分钢

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中锰Q&P钢残余奥氏体的稳定性及其TRIP效应 被引量：6

10

作者 李辉 陈家泳 +1 位作者 段晓鸽 江海涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期611-615,共5页

通过单向拉伸及平面应变实验研究了Mn含量为7%的中锰淬火-配分(Q&P)钢残余奥氏体的机械稳定性,利用X射线衍射仪(XRD)测定试验钢残余奥氏体的含量,通过观察试验钢的拉伸曲线及扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)照片,分析变形前后的微观组... 通过单向拉伸及平面应变实验研究了Mn含量为7%的中锰淬火-配分(Q&P)钢残余奥氏体的机械稳定性,利用X射线衍射仪(XRD)测定试验钢残余奥氏体的含量,通过观察试验钢的拉伸曲线及扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)照片,分析变形前后的微观组织,研究中锰Q&P钢的变形机制。结果表明:应力状态对残余奥氏体稳定性有较大的影响,平面应变更有利于相变诱导塑性(TRIP)效应的发挥;中锰Q&P钢的拉伸变形特征是由超细晶硬化机制和TRIP效应相互作用产生的,通过微观组织观察发现中锰Q&P钢的塑性变形主要是残余奥氏体的TRIP效应,其中薄膜状的残余奥氏体的稳定性最高。 展开更多

关键词 中锰淬火-配分钢 残余奥氏体 稳定性 相变诱导塑性效应

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加热速率对不同状态低合金高强钢Q&P处理后组织和性能的影响 被引量：2

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作者 刘赓 张深根 刘波 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期92-98,共7页

对冷轧态、淬火态、球化态三种低合金高强钢进行了奥氏体化阶段不同加热速率(5,300℃·s^(-1))下的淬火-配分(Q&P)热处理,研究了加热速率对其最终显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:在奥氏体化阶段快速(300℃·s^(-1))加... 对冷轧态、淬火态、球化态三种低合金高强钢进行了奥氏体化阶段不同加热速率(5,300℃·s^(-1))下的淬火-配分(Q&P)热处理,研究了加热速率对其最终显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:在奥氏体化阶段快速(300℃·s^(-1))加热对冷轧态钢具有明显的晶粒细化以及加速奥氏体形成的作用,而对淬火态和球化态钢的奥氏体形成过程基本没有影响;经快速加热Q&P处理后,冷轧态钢的抗拉强度比慢速(5℃·s^(-1))加热后的提高90 MPa,伸长率仅降低0.9%,而加热速率对球化态及淬火态钢Q&P处理后的拉伸性能影响较小;经慢速加热Q&P处理后,冷轧态和球化态钢中硬质相沿再结晶铁素体晶界呈条带状分布,变形时易产生孔洞。 展开更多

关键词 淬火-配分(Q&P)钢 加热速率 奥氏体化 残余奥氏体 拉伸性能

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