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先进高强汽车用钢经历了第一代和第二代的发展后,近些年第三代先进高强汽车用钢的概念被提出。第三代先进高强汽车用钢的特点是低成本和高性能,而中锰TRIP钢以其出色的力学性能逐渐成为第三代先进高强汽车用钢的典型代表。目前基于冷轧板实现临界区退火的生产方式主要有两种:罩式退火和连续退火。冷轧板基于罩式退火所制备的中锰TRIP钢,力学性能优异,强塑积高,但是罩式退火生产效率相对偏低。而连续退火生产线由于效率高、速度快的特点而被广泛用于生产高强汽车用钢。 本文以冷轧0.2C-5Mn钢为实验材料,采用奥氏体逆转变退火的方法得到中锰TRIP钢。通过淬火热膨胀仪、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射、拉伸试验机对实验钢临界区相变规律、微观组织、力学性能进行了研究和分析。实验表明,当临界退火温度分别为650℃、675℃和700℃时,临界区逆转奥氏体的体积分数都随着临界退火时间的延长逐渐增加;提高临界退火温度可以显著加快逆转奥氏体的相变进程,因而实验钢在675℃退火5min和在700℃退火30s后的逆转奥氏体含量高于在650℃退火25min后的含量;随着临界退火时间的变化,冷却过程中逆转奥氏体的稳定性也随之发生变化。 当实验钢分别在600~700℃退火3min和10min后,微观组织主要是铁素体、残余奥氏体、渗碳体和少量马氏体,随着临界退火温度的提高,微观组织中的残余奥氏体体积分数先增加后减少,马氏体含量逐渐增多,渗碳体则逐渐溶解。两者在力学性能方面呈现出相同的变化趋势,抗拉强度先缓慢降低后快速增加,屈服强度呈下降的趋势,断后延伸率先增加后降低。此外,可以发现延长临界退火时间后,实验钢的断后伸长率得到显著的提高。 实验钢在650℃、675℃和700℃退火不同时间后,各个临界退火温度出现良好力学性能所需要的时间不一样,温度越高,所需要时间越短。当临界退火温度为675℃,临界退火时间为5min,实验钢拥有最佳的力学性能,抗拉强度为984MPa,断后伸长率约为29.83%,强塑积达到29.35GPa?%。 实验钢力学性能的变化由残余奥氏体体积分数和稳定性所决定,并不是由单一方面而决定。同时微观组织中的残余奥氏体体积分数和稳定性以及原始马氏体体积分数影响实验钢的加工硬化效果。