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《冷卻方式對熱軋鈮微合金鋼微觀組織和力學性能的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、冷卻方式對鈮微合金化熱軋多相鋼微觀組織和力學性能的影響摘要：通過熱軋實驗驗證層流冷卻方式對鈮多相鋼板的微觀組織和力學性能的影響。結果表明，在相同的熱軋條件下，通過3種層流冷卻方式可以獲得含有鐵素體、貝氏體和大量殘余奧氏體的混合組織。3種冷卻方式具有不同的奧氏體轉(zhuǎn)變動力學，從而導致微觀組成特征的變化。在冷卻方式Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ下，屈服強度增加，拉伸強度下降和總伸長率趨于增加。冷卻模式Ⅲ下處理鋼板的屈服強度、總伸長率和強塑積達到最大值（分別為547MPa，37.2%和28384MPa·%）。關鍵詞：鈮微合金鋼；熱軋多相鋼；冷
2、卻方式；微觀組織；力學性能眾所周知高強度鋼板壓力成形性較差。傳統(tǒng)的高強度低合金鋼不能同時滿足高強度和良好的冷成形性，尤其是超過700兆帕的拉伸強度等級后。最近開發(fā)的相變誘發(fā)塑性鋼（TRIP）滿足這一要求。它擁有一個包含鐵素體，貝氏體和殘余奧氏體的多相顯微組織。塑性變形過程中殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變增強應變硬化，并延遲了頸縮發(fā)生，使其具有良好的的伸長率和強度。然而，大部分TRIP鋼的研究針對合金元素和熱處理條件對冷軋鋼板微觀組織和力學性能的影響。而對熱軋TRIP鋼特別是對其控制軋制和控制冷卻的研究很少。與冷軋TRIP鋼
3、相比，熱軋TRIP鋼具有許多優(yōu)點，如更短的生產(chǎn)工藝和更低的能耗成本，而且在生產(chǎn)上有更多的實際意義。然而，TRIP鋼熱軋過程中層流冷卻的控制是很關鍵的?；谏鲜銮闆r，本研究考察熱軋后層流冷卻方式對鈮微合金化鋼板微觀組織和力學性能的影響和熱軋鋼板的多相顯微組織以突破傳統(tǒng)標準限制。1.實驗過程在目前的研究中，鋼的化學成分是碳0.2%，硅1.5%，錳1.45%，鈮0.03%，鋁0.03%，磷0.007%，硫0.003%和鐵（質(zhì)量分數(shù)，%）。鋼錠在150Kg真空感應爐內(nèi)熔化，并使厚度鍛造為80mm，然后切成70mm×80mm
4、×100mm大小的坯。熱軋實驗在二輥軋機上進行。根據(jù)鈮在碳，氮中的溶解度，將坯料在加熱爐內(nèi)以1200℃奧氏體化2小時，以保證鈮完全固溶為奧氏體。之后，在再結晶和非再結晶奧氏體區(qū)軋制9道次，使鋼板最終厚度為14mm。終軋溫度在820℃左右。終軋之后，鋼板通過3種冷卻方式冷卻到預定的溫度，如圖1所示。不同冷卻方式通過在不同的冷卻區(qū)域調(diào)整水流量進行控制。冷卻模式Ⅰ分兩步冷卻，即空氣冷卻（AC）和隨后的超快速冷卻（UFC）。冷卻方式Ⅱ和Ⅲ都分三步冷卻，即層流冷卻（LC）和UFC的中間空氣冷卻，以及UFC早期和晚期的中間空氣
5、冷卻。最終冷卻溫度為440℃至460℃。其次是利用石棉網(wǎng)冷卻至室溫而發(fā)生等溫貝氏體轉(zhuǎn)變，來模擬工業(yè)生產(chǎn)中材料堆冷過程中的熱變化。Fig·1 Schematicdiagramofcoolingpatterns圖1冷卻方式示意圖整個實驗過程中，用紅外測溫儀測量鋼板表面溫度。根據(jù)GB/T228-2002拉伸試樣沿縱向方向切開。力學性能在5105-SANS的萬能試驗機上以轉(zhuǎn)速為5mm/min的十字頭測定。微觀組織通過4%硝酸酒精溶液腐蝕后在LeicaQ550IW光學顯微鏡（LOM）和Quanta600掃描電子顯微鏡（SEM
6、）上進行觀察。TEM研究用的薄采用雙噴電解以觀察微量成分、位錯和析出物。X射線衍射分析使用了衍射和CoKα輻射，以確認在微觀組織中殘余奧氏體量。2.實驗結果2.1冷卻方式對力學性能的影響表1顯示了試驗鋼的力學性能。試樣的屈服強度（YS），極限抗拉強度（UTS），屈服率（YR），總伸長率（TEL）和強塑積（UTS×TEL）如圖2所示。試樣1，2和3分別對應冷卻方式Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ。試樣1具有最小屈服強度和最大抗拉強度，試樣3顯示了最大屈服強度和最小抗拉強度。試樣2與試樣1相比，具有較高的屈服強度和相對較低的抗拉強度。就總伸
7、長率而言，試樣1和2幾乎具有相同的值（分別是31.1%和30.8%），而試樣3具有最大的伸長率37.2%。在圖2（c）中強塑積（UTS×TEL）與圖2（b）總伸長率呈現(xiàn)出類似的趨勢。試樣3強的塑積最大，為28384Mpa·%。如圖2（d）所示，試樣經(jīng)冷卻方式Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ冷卻后屈服率增加。然而，這些值小于0.75。表1各試驗鋼的力學性能Fig·2 Tensilepropertiesofthreespecimens圖2三個試樣的拉伸性能2.2冷卻方式對微觀的影響在各種冷卻模式下試樣的LOM顯微照片如圖3所示，三個試樣的顯
8、微組織均由鐵素體和貝氏體組成。在冷卻方式Ⅱ，Ⅲ下獲得的鐵素體晶粒的微觀組織比較細并且分布均勻，相應的晶粒大小分別約為6.3μm和5.6μm。與冷卻方式Ⅱ，Ⅲ相比，冷卻模式Ⅰ下的鐵素體晶粒比較粗大，其大小約7.5μm。在三個試樣的微觀組織中鐵素體量分別達到40.7%，41.5%和43.4%。在圖3中也可以看出，有兩種形式的鐵素體，多角形鐵素體或等軸鐵素體。后者
