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汽车轻量化已经成为汽车工业发展的主旋律,先进高强钢的应用则是轻量化的主要技术手段。20世纪70年代,欧洲科学家极富创新的提出了热冲压技术(HS,Hot Stamping),在很大程度上解决了高强度钢成形的问题。热冲压钢具有较高的力学性能,一般达到了1500MPa,完全可以满足现代化汽车行业的需求,但强塑积却比较低,仅有5~10GPa·%。淬火配分(Q&P)工艺自2003年被提出以来,一直是先进高强钢(AHSS)具备极大发展潜力的重点发展方向。Q&P工艺的碳配分技术可以在仅少量降低试验钢强度的情况下,较为显著的提升试验钢塑韧性。将HS技术和Q&P工艺相结合,即热冲压-碳配分工艺(HS-Q&P),通过热冲压过程中的多环节碳配分可以获得高强高塑性的优异高强钢。本文对HS-Q&P工艺过程中三个阶段碳配分不同参数对试验钢组织演变和力学性能的影响进行研究,通过OM、SEM、XRD、万能电子试验机和硬度计等探究了该工艺下奥氏体化碳配分的温度参数、热冲压压力参数、热冲压保压时间及二次碳配分温度参数对试验钢的组织演变与力学性能的影响;并将HS-Q&P工艺与直接淬火工艺、双相区淬火工艺、传统Q&P工艺和双相区Q&P工艺进行了对比,探究不同碳配分条件对试验钢组织与力学性能的影响。并研究结果如下:(1)HS-Q&P工艺处理后的组织为显微组织为马氏体、贝氏体及残余奥氏体。马氏体存在板条状、块状两种形态;残余奥氏体为薄膜状或粒状。HS-I-Q&P工艺处理后的组织相较HS-Q&P工艺增多了呈现不规则块状、板条状或破碎带状的铁素体。两工艺相对比,HS-Q&P工艺抗拉强度较高,但断后延伸率较低,进而导致强塑积较低。(2)不同热冲压压力下,整体组织的构成类别基本相同,但形貌、占比、分布不尽相同。伴随热冲压压力的提升,各组织整体偏向扁平化和破碎化。HS-Q&P工艺性能出现高达250MPa的浮动,最佳性能出现在50kN的压力时,具备1600MPa的抗拉强度,9.72%的断后延伸率和15.55 GPa·%的强塑积;HS-I-Q&P工艺强度浮动较小仅有80MPa,但最高延伸率为最低延伸率的1.33倍,在90kN的压力时取得最佳性能,具备1370MPa的抗拉强度,15.84%的断后延伸率和21.70 GPa·%的强塑积。硬度方面则与强塑积具备基本相同的变化规律。(3)不同保压保温二次碳配分时间下,整体组织的构成类别相同,但形貌、占比、分布不尽相同。随着配分时间的增加奥氏体含量呈现先增加后减少的趋势,HS-I-Q&P工艺的试验钢变化幅度相对较小。HS-Q&P工艺抗拉强度均随时间增长出现减小的趋势,断后延伸率则表现为先减少后增加的趋势,最佳综合性能出现在30s,具备1740MPa的抗拉强度,10.04%的断后延伸率和17.47 GPa·%的强塑积;HS-I-Q&P工艺最佳综合性能出现在90s,具备1350MPa的抗拉强度,14.24%的断后延伸率和19.22 GPa·%的强塑积。硬度方面,完全奥氏体化碳配分下硬度与强塑积规律相似,双相区奥氏体化碳配分下则在60s处呈现了最高点。(4)不同二次碳配分温度下,整体组织的构成类别相同,但形貌、占比、分布不尽相同。伴随二次碳配分温度的提升,贝氏体量开始增多,一次马氏体的生成量减少。HS-Q&P工艺在350℃取得最高6.03%,而HS-I-Q&P工艺在300℃取得最高4.22%。完全奥氏体化碳配分条件下试验钢综合力学性能随温度的上升而下滑,双相区奥氏体化碳配分条件下虽然强度随温度上升呈现下滑趋势,但由于塑韧性的提升,综合性能反而出现了随温度上升的情况。(5)二次碳配分对试验钢的组织出现了较大的影响,会引入一定量的贝氏体和二次马氏体,同时经过二次碳配分后,奥氏体均有较为明显的增加。试验钢在经过二次碳配分后,出现了相似的规律,即强度出现小幅的下滑,但断后延伸率均出现了较大幅度乃至极大幅度(67.64%)的提升,进而碳配分后的综合性能均相对优异。在硬度方面,试验钢在经历二次配分后也会出现一定幅度下滑,进而证明碳配分的有效性。