伴随着汽车工业的迅猛发展,先进高强钢(Advanced high strength steel,AHSS)在车身上所占的比例越来越高,热轧复相(Complex phase steel,CP)钢具有较高的强度及较好的伸长率,均能满足汽车零部件的力学性能要求,除此以外,热轧复相钢还具有优良的扩孔性能即延伸凸缘性能,这使得热轧复相钢具备了制造复杂零部件的条件。由于复相钢组织复杂细小,生产过程中难以稳定调控,因此复相钢的应用受到很大限制。同时,对复相钢扩孔过程中裂纹的萌生和扩展缺少系统的研究。本文从合金成分设计、控轧控冷参数、第二相粒子析出行为、扩孔性能影响因素和扩孔裂纹断裂机制等方面入手,对800MPa级热轧复相钢的热轧工艺及扩孔性能进行了系统的研究,为工业生产提供参考。主要的工作及结果如下:(1)根据热轧复相钢的强度要求,设计了以C-Mn-Si元素为基础,辅助加入Al元素,复合添加Ti、Nb、V等微合金元素的试验钢,通过连续冷却相变规律研究得到了试验钢的静态及动态CCT(Continuous cooling transformation,CCT)曲线。结果表明:通过合理的成分设计,可以在较大的冷速范围及较宽的温度范围内得到以粒状贝氏体为主的复相组织结构,为后续热轧工艺提供参考。(2)研究了终轧温度和卷取温度对热轧复相钢组织及性能的影响。研究结果表明:随着终轧温度的升高,组织逐渐转变为粒状贝氏体和准多边形铁素体,较低的终轧温度下组织中会出现板条贝氏体;随着卷取温度的升高,试验钢的组织由粒状贝氏体与准多边形铁素体转变为多边形铁素体与碳化物,强化机制由细晶强化及位错强化转变为沉淀析出强化。(3)系统分析了第二相粒子在奥氏体及贝氏体中的平衡溶解和析出行为。研究结果表明:Ti系复相钢TiN主要在轧前的高温阶段析出,随着温度的降低,试TiC逐渐析出;NbV系复相钢在热轧过程NbN大量析出,NbC和VN少量析出,在轧后的冷却阶段,VC大量析出,NbC小量析出。Ti系及NbV系复相钢中均有大量纳米级析出物呈规律析出。(4)研究了不同显微组织结构对扩孔性能的影响。结果表明:贝氏体比例的增大有利于提高扩孔率,同时低温卷取时晶粒边界存在的高密度位错及大比例大尺寸的M/A(Martensite and austenite,M/A)岛降低了试验钢的成形性能。KAM数据分析表明应变集中在M/A岛附近。随着卷取温度的升高,贝氏体铁素体变体的选择性增强,并且扩孔率也随之提高。(5)通过准原位 EBSD(Electron backscatter diffraction,EBSD)及原位 SEM(Scanning electron microscope,SEM)实验研究了变形过程中复相钢微观组织变化及裂纹萌生扩展规律,结果表明:小角度晶界所占比例随着变形的增加而增大;处于有利位向上的晶粒首先开始滑移和变形,而非有利位向上的晶粒先旋转再发生滑移变形;晶粒在变形中被拉长,且晶粒内出现滑移带。组织为粒状贝氏体和准多边形铁素体时,裂纹在铁素体基体同M/A岛的边界处萌生,穿晶扩展,且在板条亚晶及M/A岛处发生偏转;组织为多边形铁素体和渗碳体时,裂纹在铁素体边界萌生,在晶界和晶粒内部扩展,由于多边形铁素体强度低,位错少,裂纹扩展阻力小,方向偏转程度较小。