隨著控軋控冷技術(shù)的不斷發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到,通過軋后冷卻來(lái)改善鋼板性能是熱軋產(chǎn)品開發(fā)的有效途徑。而熱軋雙相鋼是低碳鋼或低碳合金鋼經(jīng)過控軋控冷工藝得到的主要由鐵素體(F)和少量(體積分?jǐn)?shù)<20%)馬氏體(M)組成的高強(qiáng)度鋼。由于雙相鋼具有屈服強(qiáng)度低、連續(xù)屈服、屈強(qiáng)比低、加工硬化率較高和伸長(zhǎng)率較大等特點(diǎn)而廣泛用于汽車工業(yè)。高強(qiáng)度雙相鋼用在車門防撞橫梁、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)體、車輪的輪輻和輪盤。超輕鋼車體(ULSAB)組織預(yù)測(cè),雙相鋼(DP)將占未來(lái)車體總重量的74%。為了降低熱軋雙相鋼的生產(chǎn)成本,通過控制軋后冷卻路徑和低溫卷取工藝開發(fā)了無(wú)Mo型熱軋雙相鋼,主要包括C-Mn系,Nb-Ti系和含Si-Mn-Cr系,而不同成分體系必然導(dǎo)致熱軋雙相鋼組織性能差異。本文在C-Mn鋼的基礎(chǔ)上,分別添加了Nb-Ti和Nb-Ti-Cr,利用三段式冷卻工藝得到了鐵素體和馬氏體雙相組織,分析了微合金元素Nb和合金元素Cr對(duì)雙相鋼組織和性能的影響。
實(shí)驗(yàn)鋼C-Mn鋼的成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%):0.074C,0.280Si,1.385Mn,0.0015S,0.0076P,0.0350Als。在此基礎(chǔ)上,分別添加了0.020Nb-0.012Ti和0.019Nb-0.015Ti-0.237Cr。坯料采用160kg真空爐冶煉,加熱鍛造成65mm×65mm×100mm的坯料,在Φ450軋機(jī)上進(jìn)行熱軋?jiān)囼?yàn),壓下規(guī)程為65-45-32-24-18-14-11-8-5-4mm。三種試驗(yàn)鋼均采用兩階段軋制,兩階段開軋溫度為900℃,終軋溫度為830℃,軋后以冷速75.5℃/s冷卻至670℃,空冷8s后,立刻快速冷卻至200℃左右。三種成分的控軋控冷工藝相同,熱軋后截取拉伸試樣檢測(cè)力學(xué)性能。
采用低終軋溫度以及軋后三段式冷卻工藝,C-Mn鋼、添加Nb-Ti鋼和添加Nb-Ti-Cr鋼均可得到鐵素體和馬氏體雙相組織。C-Mn鋼抗拉強(qiáng)度高于580MPa,Nb-Ti鋼和Nb-Ti-Cr鋼抗拉強(qiáng)度超過700MPa,伸長(zhǎng)率均高于20%,屈強(qiáng)比低于0.7。C-Mn鋼的鐵素體含量較高,塑性最好,但強(qiáng)度和屈強(qiáng)比較低;Nb-Ti鋼中微合金元素析出物主要為富Ti的(Nb,Ti)(C,N),尺寸為30nm左右,由于固溶Nb的拖曳作用,鐵素體含量低,馬氏體含量和抗拉強(qiáng)度較高,但細(xì)晶強(qiáng)化作用使得屈服強(qiáng)度較高,屈強(qiáng)比增加;與Nb-Ti鋼相比,含Nb-Ti-Cr鋼組織中的馬氏體含量增加,抗拉強(qiáng)度提高,導(dǎo)致其屈強(qiáng)比較Nb-Ti鋼低。