【正文】 IP800 QP QT process has a higher elongation, which has a better plasticity than steel processing section TRIP800 steel。T熱處理參數(shù)對(duì)組織的影響 284 結(jié)論 29致 謝 30參考文獻(xiàn) 31長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒 論 本課題的來(lái)源及研究意義 本課題的來(lái)源現(xiàn)如今汽車工業(yè)高速發(fā)展及人類自身環(huán)保意識(shí)的不斷提高，對(duì)燃油效率和增強(qiáng)汽車安全性的能要求日益增強(qiáng)。大量富含碳的鋼中的殘余奧氏體通常是在低溫下轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致含有“無(wú)碳化物貝氏體”，包括貝氏體、鐵素體與殘余奧氏體的微觀結(jié)構(gòu)。因此，盡管保留富含碳的奧氏體已確定存在一些馬氏體鋼，碳分區(qū)之間的熱力對(duì)馬氏體和殘余奧氏體已經(jīng)幾乎沒有影響。在馬氏體組織，通常不認(rèn)為精細(xì)的過渡碳化物是有害的，而滲碳體值得關(guān)注的。P工藝，即在高強(qiáng)度鋼中加入碳化物形成元素Mo或Nb，使碳化物從馬氏體基體上析出，得到鋼的抗拉強(qiáng)度2100MPa，總斷后伸長(zhǎng)率11%。P熱處理工藝穩(wěn)定殘余奧氏體的時(shí)也會(huì)減弱碳原子對(duì)馬氏體基體的固溶強(qiáng)化作用，但是板條馬氏體內(nèi)碳含量的降低有利于提高它的塑性和韌性，因?yàn)榛w內(nèi)固溶的間隙碳原子使晶格的結(jié)合力降低，同時(shí)裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展阻力減少，基體中析出的碳化物會(huì)變成裂紋萌生的核心。P工藝處理的鋼中含有阻止碳化物形成的物質(zhì)。 TRIP鋼的特點(diǎn)及研究狀況 TRIP鋼的研究現(xiàn)狀汽車的輕量化已為定局[1617]。 圖12 TRIP鋼顯微組織貝氏體作為TRIP鋼中的硬質(zhì)相。經(jīng)過QT工藝處理，能夠有效的提高鋼材的力學(xué)性能，例如抗拉強(qiáng)度的提高，韌性和塑性的提高，也能夠使鋼材的耐磨性得到有效的改善。這種淬火方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，適用于形狀簡(jiǎn)單的碳鋼和合金鋼工件。同分級(jí)淬火一樣，等溫淬火也只能適用于尺寸較小的工件。 回火對(duì)組織性能的影響淬火時(shí)鋼的組織轉(zhuǎn)變可分為四個(gè)階段：馬氏體的分解（200℃以下）→殘余奧氏體分解（200～300℃）→滲碳體的形成（250～400℃）→滲碳體聚集長(zhǎng)大（400℃以上）。回火后的晶相組織如圖111：圖111 回火后的晶相組織 鋼在回火后的性能淬火鋼回火后的性能取決于它的內(nèi)部顯微組織；鋼的顯微組織又隨其化學(xué)成分、淬火工藝及回火工藝而異。稀土元素也有類似的作用。圖21 TRIP800母材金相圖21中大塊的灰白色的為等軸型鐵素體基體，白色的小島狀的為殘余奧氏體，主要分布于鐵素體的晶界處，也有少量分布于鐵素體晶粒內(nèi)部。圖28 NikonEPIPHOT300金相顯微觀察及照相設(shè)備3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 用鹽浴法對(duì)TRIP800進(jìn)行熱處理工藝研究，工藝參數(shù)如表31所示，在900℃奧氏體化保溫10min后，改變淬火溫度、碳分配時(shí)間。在拉伸過程時(shí)，材料由屈服階段進(jìn)入強(qiáng)化階段后，在拉斷時(shí)所承受的最大力（Fb）與試樣原橫截面積（So）的比值就是所得的應(yīng)力（σ），稱為抗拉強(qiáng)度。經(jīng)Qamp。P 工藝處理后獲得較多的殘余奧氏體，殘余奧氏體容易滑移而導(dǎo)致材料的宏觀屈服，使 Qamp。T 工藝相比，較低的屈服強(qiáng)度導(dǎo)致Qamp。T工藝處理的好，具有良好的力學(xué)性能。T熱處理參數(shù)對(duì)組織的影響TRIP800經(jīng)傳統(tǒng)Qamp。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心主動(dòng)，所有這些都讓我的四年充滿了感動(dòng)。 1995.[12] Krauss G， Tempering and structural change in ferrous martensitic structures. In: Proceedings of an International Conference on Phase Transformations in Ferrous Alloys， Warrendale， PA: The Metallurgical Society of AIME。P工藝處理的TRIP800鋼具有更低的屈強(qiáng)比，即Qamp。在TRIP800鋼經(jīng)Qamp。相比之下，經(jīng) Qamp。Qamp。P 工藝的原理可知，Qamp。P工藝處理的起始抗拉強(qiáng)度比Qamp。鐵素體是軟相組織，在不段的拉伸中可與貝氏體相互協(xié)調(diào)；TRIP800鋼中含有貝氏體使其強(qiáng)度提高；在拉伸過程中殘余奧氏體逐步轉(zhuǎn)化為馬氏體，馬氏體相變產(chǎn)生應(yīng)力松弛，延緩裂紋生成和擴(kuò)展使塑性增加。圖26 TRIP800抗拉強(qiáng)度測(cè)試試樣制備參考圖試驗(yàn)設(shè)備：微機(jī)控制萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，型號(hào)：WDW200，準(zhǔn)確精度等級(jí)：1級(jí)，最大試驗(yàn)力：100KN，功率：2KW，電源：380V。T工藝處理的TRIP800鋼的力學(xué)性能；3. 對(duì)不同熱處理參數(shù)QP、QT處理的TRIP800鋼進(jìn)行金相的觀察和分析。高溫回火脆性 許多合金鋼淬火后在500～550℃之間回火，或在600℃以上溫度回火后以緩慢的冷卻速度通過500～550℃區(qū)間時(shí)發(fā)生的脆化現(xiàn)象。 ： 回火方法回火方法回火溫度/℃回火組織回火后硬度適用范圍低溫回火250M回5864HRC要求高硬度和耐磨的工具和零件。淬火后，粗大馬氏體組織使鋼件淬火態(tài)微區(qū)內(nèi)應(yīng)力增加，微裂紋增多，零件的變形和開裂傾向增加；由于奧氏體碳濃度高，馬氏體點(diǎn)下降，殘余奧氏體量增加，使工件的硬度和耐磨性降低。 若取略低于Ms點(diǎn)的溫度，此時(shí)由于溫度較低，冷卻速度較快，等溫以后已有相當(dāng)一部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，當(dāng)工件取出空冷時(shí)，剩余奧氏體發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。但是，馬氏體的脆性很大，加之淬火后鋼件內(nèi)部有較大的淬火內(nèi)應(yīng)力，因而不宜直接應(yīng)用，必須進(jìn)行回火。還可用淬火來(lái)改善某些特殊鋼的物理或者化學(xué)性能，如增強(qiáng)磁鋼的鐵磁性，提高不銹鋼的耐蝕性等。TRIP鋼與其他同級(jí)別的高強(qiáng)度鋼相比，最大特點(diǎn)是兼具高強(qiáng)度和高延伸性能，可沖制較復(fù)雜的零件；還具有高碰撞吸收性能，一旦遭遇碰撞，會(huì)通過自身形變來(lái)吸收能量，而不向外傳遞。低碳TRIP鋼經(jīng)Qamp。 Qamp。該工藝得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素在于鋼中含非碳化物形成元素，如Si，Al等，以阻礙Fe3C的析出，馬氏體只能通過碳原子向周圍奧氏體中的擴(kuò)散即“分配”來(lái)降低自身碳含量，使碳得以充分地從馬氏體分配到奧氏體，而馬氏體周圍的奧氏體則由于碳的富集而使得Ms點(diǎn)降低，從而使奧氏體在隨后冷卻至室溫的過程中不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀為節(jié)約能源和原材料及環(huán)境保護(hù)，急須提高鋼件強(qiáng)度、減輕鋼制品重量，降低鋼鐵產(chǎn)量[13 ]，針對(duì)Qamp。滲碳體的形成，可以消除或抑制通過添加硅[78]，并且，鋁和磷都可產(chǎn)生類似效果[ 9]。P)熱處理工藝是2003年由Speer[6 ]提出的一種鋼的熱處理新工藝。 Qamp。T工藝 8 淬火 8 回火 11 研究目的 14 研究?jī)?nèi)容 15 2 實(shí)驗(yàn)材料、方法及設(shè)備 15 實(shí)驗(yàn)材料 15 TRIP鋼的化學(xué)成分 15 TRIP800鋼的母材組織 16 實(shí)驗(yàn)方法 16 Qamp。 T (Quenching and Tempering) process, with the same distribution of temperature 400 ℃，in a different partition time (30s,60s,120s,300s) impacts the tensile strength, the cross section elongation yield strength, crystalline phase organizational. The followings are the conclusions:(1) TRIP800 steel in salt bath temperature of 270 ℃ maintains 1min. With 400 ℃ distribution of temperature, and the longer time(30s ~ 300s), the partition favors the diffusion of carbon from the carbon atoms to ensure the retained austenite to marten site enrichment of the body39。CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）新型Qamp。s ability to obtain such good ductility TRIP800 steel。P熱處理工藝 16 Qamp。P工藝的背景及發(fā)展現(xiàn)狀 Qamp。針對(duì)碳的分配，熱力學(xué)原理的研究，已經(jīng)相當(dāng)深入。因此，這些元素在Qamp。P工藝對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度剛的影響的進(jìn)一步研究，徐祖耀提出淬火碳分配回火(沉淀) (Qamp。Qamp。P工藝的應(yīng)用Qamp。P處理后可獲得強(qiáng)度達(dá)800~1500MPa，總伸長(zhǎng)率15%~40%的強(qiáng)韌性。 TRIP鋼的組織性能具有代表性的TRIP鋼顯微組織結(jié)構(gòu)如圖12所示，殘余奧氏體的含量約為6%～10%，鐵素體邊界分布著貝氏體和殘余奧氏體。 淬火工藝將鋼材加熱到一定溫度并保溫一段時(shí)間使其失效，然后放入淬冷介質(zhì)中使其迅速冷卻至同等溫度。 淬火方法常用淬火方法 有主要有單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體等溫淬火、貝氏體等溫淬火（圖14）。這種淬火方法適用于較大工件的分級(jí)淬火。 回火 回火的目的鋼在淬火后一般很少直接使用，因?yàn)榇慊鸷蟮慕M織是馬氏體和殘余奧氏體，并且有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，馬氏體雖然強(qiáng)度、硬度高，但塑性差，脆性大，在內(nèi)應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生變形和開裂；此外，淬火后組織是不穩(wěn)定的，在室溫下就能緩慢分解，產(chǎn)生體積變化而導(dǎo)致工件變形。如削刀具、冷沖模具等。如果重新加熱到600℃以上溫度后快速冷卻，可以恢復(fù)韌性，因此又稱為可逆回火脆性。2 實(shí)驗(yàn)材料、方法及設(shè)備 實(shí)驗(yàn)材料 TRIP鋼的化學(xué)成分實(shí)驗(yàn)材料為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高硅800級(jí)TRIP高強(qiáng)度汽車用冷軋TRIP鋼鋼板，該鋼經(jīng)高頻感應(yīng)爐冶煉。如圖27所示。另外相變生成的馬氏體又能夠強(qiáng)化TRIP鋼，使TRIP鋼的強(qiáng)度提高。T工藝處理的抗拉強(qiáng)度低但是隨著碳分配時(shí)間的增加，到300s時(shí)Qamp。P 工藝處理鋼的微觀組織主要由三種相構(gòu)成:(1) 先形成馬氏體相，形成于第一次淬火過程，因在碳分配過程中其中的碳原子向未轉(zhuǎn)變的奧氏體中擴(kuò)散而最終成為低碳馬氏體；(2) 新形成的馬氏體相，形成于第二次淬火過程，由碳分配處理后穩(wěn)定性較差的未轉(zhuǎn)變奧氏體轉(zhuǎn)變而來(lái)；(3) 殘余奧氏體相，由碳分配處理后穩(wěn)定的未轉(zhuǎn)變奧氏體保留下來(lái)的組織，另外還存在少量碳化物，甚至貝氏體組織，Qamp。P 組織中存在一定量的穩(wěn)定的殘余奧氏體，拉伸過程中起到了一定的協(xié)調(diào)變形、松弛應(yīng)力、鈍化裂紋的作用，也有效地減少了新鮮馬氏體對(duì)塑性的損害；另外，殘余奧氏體發(fā)生 TRIP(相變誘發(fā)塑性)作用，使材料在增加塑性的同時(shí)不斷提高基體的強(qiáng)度，因此 Qamp。P 工藝處理的樣品的屈服強(qiáng)度和屈強(qiáng)比明顯低于 Qamp。P工藝處理成形過程中如圖36（b）所示，殘余奧氏體向硬的馬氏體轉(zhuǎn)變(加工誘導(dǎo)相變)的同時(shí)發(fā)生塑性變形，這種硬化使變形難以局部集中并使應(yīng)變分散，從而得到較高的均勻變形。P工藝處理的TRIP800鋼具有更優(yōu)秀的塑性。 1984. p. 10