快速熱處理下超低碳鋼的相變及再結(jié)晶組織織構(gòu).pdf

1、本文對快速熱處理下的（超）低碳鋼的相變、再結(jié)晶組織織構(gòu)演變規(guī)律及成形性能進(jìn)行了探索性研究，重點(diǎn)研究了冷軋（超）低碳深沖鋼在超快速加熱過程中的相變、再結(jié)晶規(guī)律及退火組織織織構(gòu)演變，論文的主要創(chuàng)新性工作如下:
　　1.首次系統(tǒng)研究了加熱速率、初始組織和冷軋預(yù)變形對升溫過程中相變的影響規(guī)律，揭示了升溫過程中各因素對奧氏體相變的影響機(jī)制。
　　加熱過程中奧氏體相變點(diǎn)的確定對退火工藝下的制定是非常重要的。盡管前人已對退火工藝參數(shù)，諸如

2、溫度、時間等進(jìn)行了大量研究，但加熱過程中不同參數(shù)對相變點(diǎn)的影響未見系統(tǒng)報(bào)道。本文采用熱模擬結(jié)合膨脹量和組織觀測手段，對實(shí)驗(yàn)材料加熱過程中的相變進(jìn)行系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，隨加熱速率提高，實(shí)驗(yàn)鋼的相變開始點(diǎn)Ac1和結(jié)束點(diǎn)Ac3均升高，當(dāng)加熱速率由0.1℃·s-1升高到300℃·s-1，Ac1和Ac3點(diǎn)的增加速率并不是隨加熱速率增加而線性增加的，而是在0.1～50℃·s-1內(nèi)相變點(diǎn)增加速率較大，αv最大值可達(dá)12.2;當(dāng)加熱速率大于50℃·s-

3、1，相變點(diǎn)增加速率緩慢，其αv僅為0.01。加熱速率相同時，冷軋預(yù)變形可使實(shí)驗(yàn)鋼的Ac1點(diǎn)和Ac3點(diǎn)向低溫區(qū)偏移，且隨偏移量隨變形量增加而增加。同時，加熱速率對預(yù)變形試樣相變點(diǎn)的影響明顯小于對未變形試樣的影響，而且快速加熱速率下，預(yù)變形對相變點(diǎn)的影響作用大于緩慢加熱速率條件下的。初始組織狀態(tài)在緩慢加熱條件下對相變點(diǎn)影響不大，但隨加熱速率升高，初始組織狀態(tài)對相變點(diǎn)影響作用提高。
　　2.系統(tǒng)研究了超快速加熱條件下再結(jié)晶溫度、晶粒尺寸

4、和織構(gòu)演變規(guī)律，揭示了加熱速率和合金元素對實(shí)驗(yàn)鋼再結(jié)晶晶粒尺寸和織構(gòu)演變的作用機(jī)理。
　　本文對比研究超快速加熱和普通加熱速率工藝下Nb+Ti-IF鋼和Nb-IF鋼的再結(jié)晶規(guī)律，結(jié)果表明，在超快速加熱工藝下，2種實(shí)驗(yàn)鋼的再結(jié)晶過程可在0.43 s內(nèi)完成，而在普通加熱工藝下需要約4s內(nèi)完成，超快速加熱縮短了再結(jié)晶時間，而且降低了再結(jié)晶溫度T50、提高了再結(jié)晶完成溫度T100，但冷軋帶鋼仍可在α→γ開始之前完成再結(jié)晶過程。由不同退火工

5、藝下再結(jié)晶晶粒尺寸的變化規(guī)律得出，超快速退火下晶粒尺寸細(xì)化與否取決于位錯密度、形核點(diǎn)密度和溶質(zhì)拖曳作用對晶粒長大的阻礙與高儲能對晶粒尺寸的促進(jìn)作用的競爭，闡述了退火過程中晶粒尺寸控制原理。再結(jié)晶織構(gòu)研究表明，在超快速加熱退火工藝下，實(shí)驗(yàn)鋼能夠獲得強(qiáng)烈的有利成形織構(gòu)，其織構(gòu)強(qiáng)點(diǎn)類型和密度取決于實(shí)驗(yàn)鋼的成分、再結(jié)晶形核類型和方式。針對不同成分體系鋼種，提出了通過控制初始組織和退火工藝，合理調(diào)控晶粒尺寸，提高再結(jié)晶織構(gòu)的取向密度和均勻性的方法

6、，有利于提高退火板的成形性能。
　　3.研究了非等溫周期退火工藝對再結(jié)晶組織、織構(gòu)的影響規(guī)律，闡述了非等溫周期退火工藝參數(shù)對晶粒尺寸的作用機(jī)制和再結(jié)晶動力學(xué)的影響。
　　對冷軋帶鋼在傳統(tǒng)等溫退火工藝已開展了大量的研究，可由經(jīng)典的再結(jié)晶動力學(xué)描述整個過程。然而，對于非等溫退火的研究偏少，但非等溫退火對材料的性能卻有很大的影響。本文通過開展非等溫周期退火實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，非等溫周期退火工藝影響了再結(jié)晶過程中晶粒長大動力學(xué)，造成等溫

7、再結(jié)晶動力公式不再適用于描述非等溫周期退火過程。與周期退火工藝相比，非等溫周期退火能夠促進(jìn)晶粒長大，在晶粒尺寸相等的情況下，降低了晶粒尺寸均方差，提高了組織的均勻性;晶粒尺寸隨振幅增加或震蕩速率增加而增加，繼續(xù)提高振幅或提高震蕩速率均會減小晶粒尺寸。晶界研究表明，等溫退火工藝下低Σ值重位點(diǎn)陣晶界主要為Σ3、Σ7、Σ9、Σ13、Σ17和Σ19，而周期退火工藝下主要的低Σ值重位點(diǎn)陣晶界為Σ3、Σ7、Σ9和Σ13，非等溫退火下提高了低Σ值重位

8、點(diǎn)陣晶界含量。在周期退火工藝下，γ纖維織構(gòu)上的最強(qiáng)點(diǎn)密度和體積分?jǐn)?shù)隨著振幅和振蕩頻率的增加略有提高;當(dāng)振幅由30℃升高到60℃時，試樣的最強(qiáng)點(diǎn)密度由f(g)=13.2提高到f(g)=13.7，并且它所對應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)也由10.3％增加到11.7％;在振幅相同的情況下，當(dāng)震蕩頻率由1℃·s-1升高到4℃·s-1時，試樣的最強(qiáng)點(diǎn)密度及其體積分?jǐn)?shù)分別由f(g)=13.7升高到f(g)=14.4和由13％增加到13.9％;當(dāng)振幅及振蕩頻率繼續(xù)增加

9、時，γ纖維織構(gòu)的上的最強(qiáng)點(diǎn)密度和體積分?jǐn)?shù)均降低。
　　4.研究了不同成分體系的IF鋼退火組織織構(gòu)的演變及對成形性能的影響，揭示了化學(xué)成分和退火方式對再結(jié)晶組織織構(gòu)和成形性能的影響規(guī)律。
　　再結(jié)晶退火實(shí)驗(yàn)表明，新型高Nb-IF鋼的再結(jié)晶溫度和再結(jié)晶完成溫度比傳統(tǒng)Nb+Ti-IF鋼提高了近30℃，這是由于其較高含量的Nb和C形成更多細(xì)小的二相粒子釘軋晶界，推遲了再結(jié)晶的發(fā)生。同時，相同退火溫度下晶粒尺寸細(xì)化21％、組織均勻性好

10、且低能晶界含量增加了38.9％?？棙?gòu)研究表明，新型高Nb-IF鋼的織構(gòu)最強(qiáng)點(diǎn){334}<483>取向和次強(qiáng)點(diǎn){554}<225>取向峰值密度較高，峰值密度分別為f(g)=13.24和f(g)=11.91。細(xì)化的晶粒尺寸、獨(dú)特的無間隙析出區(qū)間組織和均勻的織構(gòu)能夠獲得高拉伸強(qiáng)度、延伸率和成形性能指標(biāo)r值。
　　5.研究了退火工藝下冷軋低碳BH鋼的組織演變和性能變化，闡述了加熱速率對低碳BH鋼板再結(jié)晶組織及性能的影響規(guī)律。
　　提