【正文】 類。(1)彌散分布組織在塑性良好的軟的多邊形鐵素體的基體上，彌散分布著具有高強度的島狀馬氏體起到相變強化作用，有時還存在殘余奧氏體，鐵素體體積分?jǐn)?shù)為70%~90%，馬氏體體積分?jǐn)?shù)為10%~30%。(2)纖維狀雙相混合型組織平行針狀馬氏體與鐵素體相交錯而成纖維狀雙相混合組織，這種雙相混合組織具有對提高力學(xué)性能十分有利的位錯亞晶結(jié)構(gòu)。b)鐵素體相和馬氏體相界面高度共格，在該界面上沒有脆性碳化物形成。d)馬氏體相與鐵素體相的一系列彈性常數(shù)相等，因此在兩相的彈性區(qū)域內(nèi)不存在局部應(yīng)力集中。(3)高密度位錯亞晶結(jié)構(gòu)型組織網(wǎng)狀或群落狀馬氏體位于鐵素體晶界上，馬氏體含量高，而且具有高密度位錯亞晶結(jié)構(gòu)，其體積百分比約為20%。由于馬氏體強度高，故能承受一定量的形變而不斷裂，這種雙相組織中存在于晶界上的馬氏體起到了強化晶界的作用。這種組織的雙相鋼具有強度比較高，強韌性能配合比較好的特點，但由于需要的冷速較高，對冷卻設(shè)備的要求比較高。 圖 2 普通高強鋼與雙相鋼的顯微模型對比 雙相鋼的力學(xué)性能特征由于雙相鋼具有強化相相變組織強化、析出強化、細(xì)晶強化、固溶強化、亞晶結(jié)構(gòu)及殘留奧氏體利用等強韌化手段，而使得雙相鋼綜合性能優(yōu)良，主要表現(xiàn)為其同時具有高的強度和良好的韌塑性[[] R Song, D Ponge, D Raabe. Mechanical properties of an ultrafine grained CMn steel processed by warm deformation and annealing, Acta Materialia, 2005, 53(18): 48814892[] F M AlAbbasi,J A Nemes. Micromechanical modeling of dual phase Journal of Mechanical Sciences, 2003, 45(9):14491465[] F M AlAbbasi,J A Nemes. Micromechanical modeling of the effect of particle size difference in dual phase steels. International Journal of Solids and Structures,2003,40(1314):33793391[] T B Hilditch, J G Speer,D K Matlock. Influence of lowstrain deformation characteristics of high strength sheet steel on curl and springback in bendundertension tests. Journal of Materials Processing Technology, 2007, 182(13): 8494[] A Ekrami. High temperature mechanical properties of dual phase steels. Materials Letters,2005,59(16):20702074[] ,1995,(2):5357[] S S M Tavares, P D Pedroza, J R Teodosio, et al. Mechanical properties of a quenched and tempered dual phase steel. Scripta Materialia, 1999, 40(8): 887892]。有必要指出，雙相鋼拉伸時具有連續(xù)的應(yīng)力應(yīng)變曲線，即雙相鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線不存在屈服平臺[[] [M].冶金工業(yè)出版社,1991, 40]。由于雙相鋼具有上述優(yōu)良特性，使其具有良好的成型加工性能，避免了常用的普通低碳鋼成型過程中存在的形狀穩(wěn)定性(彈性后效)和延伸率差的缺陷。因此雙相鋼特別適用于冷拔、冷軋、冷沖壓等冷加工成型。(3)雙相鋼具有良好的抗疲勞性能和抗應(yīng)力腐蝕性能，其疲勞壽命及低溫韌性均比通常的低合金鋼好得多。研究結(jié)果表明，第二相馬氏體彌散程度越高，越有利于降低疲勞裂紋擴展速率，抗疲勞性能越好[[] Pereloma behaviour in thermomechanically processed C–Mn–Si TRIP steels with and without Nb[J]．Materials Science and Engineering,1999,A273~275:448452．]。比較汽車工業(yè)常用的三類鋼材，即一般低碳冷軋鋼、低合金高強度鋼和雙相鋼，雙相鋼具有明顯的優(yōu)越性。圖 4 汽車工業(yè)常用的冷軋低碳鋼、低合金高強度鋼與雙相鋼的比較 雙相鋼的強化機制雙相鋼的機械性能主要取決于兩種因素，一是鐵素體性能，二是晶界和相界行為。一般雙相鋼是指馬氏體(貝氏體)加上鐵素體基體的組織。馬氏體相變是以鐵素體晶粒為環(huán)境的。另一方面，由于鐵素體強度低于奧氏體，它對馬氏體相變約束小，這影響到馬氏體的精細(xì)結(jié)構(gòu)，使馬氏體強度低于相同含碳量時的單相馬氏體。鐵素體開始變形后，由于馬氏體島有更高的強度，它要阻止由相鄰鐵素體掃來得位錯通過，使之在相界面上塞積。研究表明，.通過兩個延性相的合成理論可以很好地解釋雙相鋼的強度和延性。如果遵循這個定律，那么n就等于均勻真應(yīng)變。 熱軋雙相鋼 熱軋雙相鋼的生產(chǎn)工藝采用合適的化學(xué)成分，控制軋制和控制冷卻工藝，可以直接熱軋成雙相鋼鋼板或帶鋼。(a).中溫卷取型直接熱軋雙相鋼 。并在“窗口”溫度下進(jìn)行卷取，即使在相當(dāng)慢的冷卻速度下，也不會發(fā)生A→B相變，最后采用快冷，使A→M相變，在室溫下獲得F+M組織[[] ,:Dual phase steels [J], :Ironmaking and Steelmaking,1996,23(6):471478.]。如圖 5所示[[] 宋義全,[J].,13(4):5661]。這種直接熱軋雙相鋼，除了省去了附加熱處理工序外，其焊接性和疲勞特性也較熱處理雙相鋼好。另外，鋼的合金元素含量偏高，變形抗力較大，生產(chǎn)薄規(guī)格鋼板時比較難以控制鋼的溫度。合金元素以抑制A→P的相變，這將導(dǎo)致成本提高。這一工藝特點是：在熱軋階段采用控制軋制工藝，軋后在輸出輥道上采用快速冷卻，將熱帶鋼迅速冷卻到Ms溫度以下，并進(jìn)行卷取。圖 6 低溫卷取冷卻工藝圖控制軋制工藝的終軋溫度應(yīng)控制在Ar3附近，甚至可以降低到析出少量鐵素體的A+F兩相區(qū)以促進(jìn)A→F相變。若終軋溫度太高，鐵素體晶粒粗大，而且也容易出現(xiàn)A→B相變。卷取溫度太低，需要加大卷取能力，也會使板帶的屈強比偏高和板形惡化。Si還可以提高Ar3溫度，有利于鐵素體的析出。日本新日鐵公司將這種應(yīng)用低合金SiMn鋼生產(chǎn)熱軋雙相鋼的方法叫做“雙相軋制工藝”。國內(nèi)的東北大學(xué)在包鋼的csp上產(chǎn)線上采用超快冷設(shè)備開發(fā)出性能優(yōu)良的540MPa級熱軋雙相鋼；屈服強度達(dá)到335~355MPa,抗拉強度在555~565MPa之間，仲長率≥31%，屈強比≤，其實驗工藝圖如圖 7所示 [2]。熱軋雙相鋼用于較厚規(guī)格的板材(比如大于3mm)，其生產(chǎn)工藝方法不需要附加的熱處理和退火設(shè)備，一般軋鋼廠都可進(jìn)行生產(chǎn)，但對終軋溫度、終軋后冷卻速率和卷取溫度都有一定要求，不同的鋼種、不同的合金含量，其工藝參數(shù)也相對變化。具體困難有兩個：(1)從完全奧氏體化后冷卻下來，難以得到鐵素體和馬氏體體積分?jǐn)?shù)的最佳比例，而熱處理雙相鋼從兩相區(qū)加熱淬火，可容易地控制兩相比例。 影響熱軋雙相鋼組織和性能的因素影響熱軋雙相鋼組織和性能的因素有很多，其中主要是合金元素、終軋溫度、終軋后的待冷時間和開始冷卻的溫度、終軋后的冷卻速度和卷取溫度等，而這些因素又相互聯(lián)系。微合金化的基本原理在于其在鋼中的固溶、偏聚和沉淀作用，尤其是微合金化元素與碳、氮的交互作用，產(chǎn)生了諸如晶粒細(xì)化、析出強化、再結(jié)晶控制、夾雜物改性等一系列的作用。為保證有較大的鐵素體轉(zhuǎn)變區(qū)，需控制其在較低含量。對于其它性能，如焊接性等，也要求限制C含量，而C過低(%)則不易得到雙相織，為使鋼種獲得較為合理的鐵素體和強化相雙相組織，~%時較為適宜。因此當(dāng)含錳量較低時，鐵素體相變后的殘余奧氏體不穩(wěn)定，在冷卻過程中容易相變?yōu)樨愂象w組織，但如果含錳量過高，將會過分穩(wěn)定奧氏體，抑制硅元素促進(jìn)鐵素體析出的作用，使鐵素體析出量變少，殘余奧氏體的含碳量減少，反而降低了緩冷后鋼的淬透性。3) Si屬于置換型合金元素，通過固溶強化可提高鋼的強度，同時硅是鐵素體的形成元素，通過相變時成分的再分布，使碳向未轉(zhuǎn)變的奧氏體中富集，進(jìn)而提高奧氏體的淬透性能，有利于在第二階段快速冷卻階