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广泛应用于汽车工业的IF钢(InterstitialFreeSteel)具有优异的成形性能,其塑性应变比达2.0以上,但强度较低。为实现汽车的进一步减重和节能,开发了抗拉强度大于350MPa的高强IF钢。影响高强IF钢性能的因素有很多,微合金元素含量和冷轧压下率是两个比较重要的因素。
本文通过采购C、N、S和Nb、Ti含量都很低的原料纯铁,冶炼了包括基准样在内的5个不同Nb、Ti含量的钢锭,然后进行了热锻、热轧、酸洗和冷轧等一系列加工处理。在热轧试验中采用ANSYS有限元软件计算了水冷过程的冷却时间,用来保证预定的终冷温度。基准样热轧成三个不同的厚度,冷轧时轧成统一的厚度来获得不同压下率。冷轧试样采用盐浴炉进行退火。采用金相组织观察、力学性能测试、织构分析和析出物分析等手段,研究了Nb、Ti含量和冷轧压下率对高强IF钢性能和组织的影响。
试验结果表明,冷轧压下率增大,能提高轧向塑性应变比r0值和延伸率δ,但对屈服强度δs、抗拉强度δb无明显影响;Nb、Ti含量最接近理想化学配比的基准样的δs和δb最低,而延伸率δ和r0值最高,在满足C、N被完全固定的基础上,Nb、Ti含量增大,会使δs和δb提高,δ和r0值下降;要获得强度较高的{111}织构,在试验条件范围内,冷轧压下率增大是有利的,而化学成分应尽量接近理想化学配比;析出物分析试样中都未见单纯的TiC和NbC,碳化物都以混合析出物(TiNb)C形式析出;在Nb、Ti含量较高的试样中,可见细小的Fe(TiNb)P析出物,它的钉扎作用不利于有利取向晶粒的长大,导致{111}织构减弱,从而使r值减小。