含磷高强IF钢热变形行为及铁素体区热轧工艺研究

摘要

在普通IF钢成分的基础上添加了P、Si和Mn等固溶强化元素发展形成了含磷高强IF钢。该钢种具有优异的深冲性能和较高的强度而被广泛地应用在汽车覆盖件上，这可以使汽车轻量化，从而降低生产成本，节能环保，深受汽车工业的青睐。有研究发现，铁素体区轧制IF钢可以获得较强的且可与冷轧态相当的{111}//RD织构。与传统冷轧相比，铁素体区轧制工艺简化了生产工艺流程，降低了生产成本，具有重要的理论意义和应用价值。然而，目前对于含磷IF钢热变形行为和热轧工艺的研究却相对较少。
　　本文在MMS-300热力模拟试验机上对B210P含磷高强IF钢（以下简称B210P钢）的热变形行为进行了研究，采用电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)以及电子探针(EPMA)等手段对铁素体区内B210P钢的热变形微观组织进行了分析;并对B210P钢进行了铁素体区(650-850℃)轧制及轧后退火工艺进行了研究。论文的主要工作如下:
　　(1)通过热模拟实验，测得B210P钢奥氏体γ区→铁素体α区转变的静态相变点。通过单道次压缩实验，绘制了B210P钢在700～1150℃、0.1～10s-1热变形条件下的真应力-真应变曲线，分析了热变形过程中变形温度、应变速率及变形程度对流变应力的影响。
　　(2)利用Z参数法分别建立了B210P钢奥氏体区和铁素体区热变形的双曲正弦型本构方程，以六次多项式考虑了应变量耦合因素对本构关系的影响。并通过本构方程预测不同热变形条件下流变应力，且验证了其预测值具有较高的准确性。
　　(3)通过双道次压缩实验，利用0.2％补偿法计算了B210P钢的静态再结晶体积分数，研究了工艺参数对B210P实验钢静态再结晶的影响，并建立了基于Avrami方程的铁素体区静态再结晶动力学方程。
　　(4)在铁素体区热变形单道次压缩实验的基础上，分析了铁素体区变形温度、应变速率对热变形组织的影响;研究了析出物的形貌及分布特点;通过对铁素体区热变形亚结构演变规律的研究，分析了该变形条件范围内B210P钢的热变形动态软化机制。
　　(5)通过铁素体区轧制及退火实验，研究了退火温度和保温时间对B210P钢铁素体区热轧板组织及宏观硬度的影响。研究了铁素体区不同开轧温度对B210P钢热轧态及退火态钢板组织、织构及性能的影响，并通过与B210P钢冷轧板性能的对比，分析了热轧退火生产含磷高强IF钢工艺的应用前景。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 含磷高强IF钢简介

1．1．1 含磷高强IF钢的化学成分特点

1．1．2 含磷高强IF钢的成形性能和织构

1．1．3 含磷高强IF钢中的第二相粒子

1．2 铁素体区变形理论与技术

1．2．1 铁素体区轧制工艺特点及优越性

1．2．2 铁素体区变形的再结晶行为

1．2．3 铁素体区轧制的发展现状

1．3 EBSD分析技术及其应用

1．4 论文研究背景及意义

1．5 论文的主要研究内容

第2章 B210P钢热变形行为研究

2．1 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 热膨胀实验方案

2．2．2 单道次压缩实验方案

2．2．3 双道次压缩实验方案

2．3 B210P钢相变点的测定

2．4 B210P钢的热变形本构模型

2．4．1 单道次真应力-真应变曲线

2．4．2 B210P钢奥氏体区热变形本构模型

2．4．3 B210P钢铁素体区热变形本构模型

2．5 B210P钢的静态再结晶

2．5．1 双道次真应力-真应变曲线

2．5．2 静态再结晶软化率及体积分数

2．5．3 工艺参数对静态再结晶体积分数的影响

2．5．4 静态再结晶激活能的计算

2．5．5 静态再结晶动力学方程

2．6 本章小结

第3章 B210P钢铁素体区热变形组织演变规律及动态软化机制

3．1 实验材料

3．2 实验方法

3．2．1 金相观察及电子探针分析

3．2．2 EBSD分析

3．2．3 透射电镜分析

3．3 热变形参数对微观组织的影响

3．3．1 变形不均匀性对微观组织的影响

3．3．2 变形温度对微观组织的影响

3．3．3 应变速率对微观组织的影响

3．4 热变形析出物形貌和特点分析

3．5 B210P钢铁素体区热变形动态软化机制

3．6 本章小结

第4章 B210P钢铁素体区轧制及退火实验

4．1 实验材料

4．2 实验方法

4．2．1 热轧及退火实验

4．2．2 EBSD分析

4．2．3 力学性能检测

4．3 退火工艺参数对B210P钢组织性能的影响

4．3．1 退火工艺参数对B210P钢宏观硬度的影响

4．3．2 退火工艺参数对B210P钢组织的影响

4．3．3 讨论

4．4 开轧温度对B210P钢组织、织构及力学性能的影响

4．4．1 开轧温度对B210P钢板显微组织的影响

4．4．2 开轧温度对B210P钢板晶粒取向差的影响

4．4．3 开轧温度对B210P钢板织构的影响

4．4．4 开轧温度对B210P钢板力学性能的影响

4．4．5 热轧态和退火钢板中的FeTiP析出

4．4．6 讨论

4．5 B210P钢铁素体区热轧与冷轧退火板性能的对比

4．6 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢