30GPa％級超高強度馬奧組織鋼的研究.pdf

1、高強度化是鋼鐵材料的發(fā)展趨勢，然而隨著鋼強度的提高，其塑性通常下降。一般而言，抗拉強度(Rm)超過1500MPa時，斷后伸長率(A)為10％左右，強塑積(Rm×A)很難超過20GPa％，使成形性與使用安全性大幅度降低。本文以含碳量為0.21-0.51wt.％的高Si鋼為研究對象，通過等溫淬火+控制碳配分(Q&P)方法，調(diào)控馬氏體+奧氏體(M+A)組織，利用奧氏體相的TRIP效應(yīng)提高超高強度鋼的塑性。目的在于探討提高超高強度鋼塑性的機制，

2、獲得Rm≥1500MPa、Rm×A≥30GPa％的力學(xué)性能。
　　 Q&P工藝處理鋼主要由先形成馬氏體、新鮮馬氏體和殘余奧氏體構(gòu)成。先形成馬氏體板條尺寸較大，呈回火態(tài)特征；新鮮馬氏體由1個packet構(gòu)成，板條尺寸(0.1-0.2μm)較小，含碳量和納米硬度均高于先形成馬氏體，呈淬火態(tài)特征；殘余奧氏體以板條間的薄膜狀或原奧氏體晶界、板條束界分布的小塊(0.1μm)狀形態(tài)存在。根據(jù)淬火過程中組織的不均勻性，提出了碳不均勻配分的幾何

3、模型，合理地解釋了在一定的溫度范圍內(nèi)殘奧量和新鮮馬氏體的量同時增加的現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)了采用較高的等溫淬火溫度和高溫短時的配分制度獲得最大量殘余奧氏體，以及通過提高鋼的含碳量來提高殘奧量及其穩(wěn)定性的規(guī)律。
　　 鋼的伸長率和強塑積隨殘奧量的增加而增加，強度水平隨新鮮馬氏體量的增加而提高。通過250℃等溫淬火+500℃短時配分處理，含碳量為0.37wt.％和0.41wt.％的試驗鋼分別獲得了超高強度、高強塑積的力學(xué)性能：1670MPa、3

4、3GPa％(殘奧量～21％)和1835MPa、34.8GPa％(殘奧量～27％)。
　　 鋼的塑性變形可以分為3個階段：1)以馬氏體基體位錯強化為主的均勻變形段，對塑性的貢獻較?。?)以亞穩(wěn)奧氏體相變強化為主的均勻變形段，是提高塑性的主要階段，主要歸因于大量亞穩(wěn)奧氏體的TRIP效應(yīng)，提高了加工硬化率和推遲頸縮的產(chǎn)生；3)由裂紋的形成和擴展控制的非均勻變形段，與傳統(tǒng)淬火回火樣品的非均勻形變段相差不大，主要受大尺寸析出物或夾雜物所引