高成形性多相无缝钢管的热处理工艺研究

摘要

近年来,由于燃料和原材料成本因为及环保法规对废气排放的严格限制,使汽车结构的轻量化显得同益重要。除了采用轻体材料外,减重的另一个主要途径就是在结构上采用“以空代实”,即对于承受以弯曲或扭转载荷为主的构件,采用空心结构既可以减轻重量、节约材料,又可以充分利用材料的强度和刚度。本文研究不同热处理工艺对多相无缝钢管组织和成形性能的影响。
　　 本文针对自行试制的试验用钢,采用不同的热处理工艺获得了各种不同的显微组织组合,利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等分析了各种工艺制度下的相结构；通过拉伸实验测试了在不同热处理工艺下的试验钢力学性能；并采用X-ray衍射分析方法,检测了不同工艺下的残余奥氏体含量,探讨了显微组织与力学性能的关系；通过扩孔实验测试热处理后试验钢的成形性能；根据拉伸断口的宏观与微观形貌分析了试验钢的断裂机理和方式,得到了以下结论:
　　 1)热处理后的试验钢可以得到由铁素体、贝氏体、马氏体以及少量残余奥氏体组成的多相组织；铁素体呈连续不规则状分布,贝氏体和马氏体分布于铁素体晶界间；残余奥氏体以块状或薄膜状分布于铁素体晶界之间,以岛状分布与晶粒内部。
　　 2)试验钢A在800℃×10min+410℃×20min的工艺下,能达到强度和延伸率的良好匹配,延伸率和强塑积分别是32.5％和21775 MPa·％；而试验钢B在800℃×10min+410℃×20min时性能最佳,延伸率和强塑积分别是35.5％和21939 MPa·％。
　　 3)试验钢的原始组织对热处理后的力学性能影响显著,冷拔后去应力退火能够造成试验钢的强度损失。
　　 4)扩孔实验的测试结果表明,B钢的扩孔率较高,都在0.8左右,显示出了良好的成型能力。
　　 5)通过对断口的宏观观察和微观扫描分析,判明试验钢的断裂在宏观上属于延性断裂,微观上是准解理断裂和韧窝断裂的混合断裂。当拉伸速度增大时,试验钢强度上升延伸率降低。