微量元素在超低碳钢组织控制与细晶强化中的作用

摘要

该文旨在研究在含磷高强IF钢中将固溶强化效果与细晶强化相结合时,添加元素对细化晶粒强化效果的影响,从而为高强IF钢及其它钢中合理并且有效地利用细晶强化提供参考.文中结合含P高强IF钢的成分特点和性能要求,设计了四种类型的合金,在尽可能避免杂质之间以及杂质与添加元素之间复杂相互作用的条件下,比较系统地研究了单独和复合加入磷、微量碳、硼以及与碳具有强的亲和力的铌对细化晶粒强化效果的影响,它们在铁中的存在状态与强化之间的关系,讨论了其影响的机理.利用光学显微镜和透射电镜分析了试钢的显微组织,利用图象分析仪分析再结晶晶粒尺寸与冷轧变形量和退火条件之间的关系,据此制定了调节晶粒尺寸的工艺制度.利用室温拉伸试验,测定了最终热处理后的力学性能.所得结论如下:(1)磷对Hall-Petch关系式中的σ<,0>和k<,y>项均有影响.σ<,0>项仅受晶内固溶磷量支配,固溶磷量越高σ<,0>项越大,即固溶强化作用显著;而k<,y>项受磷在晶界的偏析量控制,随晶界偏析量的增加,k<,y>减小.(2)Fe-P合金系中存在微量碳时,碳对σ<,0>项影响不大;但碳会影响磷在晶界偏析从而影响k<,y>值.随着最终热处理温度的降低,碳在晶界的偏析超过磷的偏析,降低了磷对k<,y>值的作用.(3)Fe-P合金系中添加微量硼时,硼的作用与碳相近,即对σ<,0>项影响不大,抑制磷在晶界偏析而对k<,y>值产生较大影响,使k<,y>增加.(4)磷、碳、硼共存时,k<,y>受三者在晶界偏析共同影响.(5)细化晶粒能增加合金的延伸率,但磷和碳的添加使合金的延伸率降低,并且使细化晶粒增加延伸率的效果减小,而硼的添加由于对磷和碳晶界偏析的影响使碳和磷降低延伸率的情况略有改善.

目录

文摘

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第1章前言

1.1研究背景

1.2超低碳IF钢的发展过程

1.2.1冷轧汽车薄板的发展历史

1.2.2 IF钢的历史沿革

1.2.3 IF钢系列的最新进展

1.3影响IF钢性能的因素

1.3.1 IF钢的成型性及其评价

1.3.2影响IF钢性能的因素

1.4高强IF钢及其冶金学

1.4.1高强IF钢的强化方式

1.4.2高强IF钢的冶金学

1.5本论文的目的和研究内容

第2章实验方法

2.1研究用合金的准备

2.1.1合金成分设计

2.1.2合金的熔炼与加工

2.1.3力学性能测试用试样的加工

2.2试样的热处理

2.3组织观察

2.4力学性能测定

第3章冷轧板再结晶组织控制

3.1调节晶粒尺寸的实验结果

3.2影响晶粒长大因素的分析

3.2.1温度与冷轧压下量的影响

3.2.2添加元素对晶粒长大的影响

3.2.3再结晶处理试样的透射电镜组织

3.3本章小结

第4章合金元素对机械性能的晶粒尺寸依存性的影响

4.1实验结果

4.1.1 Fe-P-Nb合金的实验结果

4.1.2 Fe-P合金的实验结果

4.1.3 Fe-P-Nb-B合金的实验结果

4.1.4 Fe-P-B合金的实验结果

4.2分析与讨论

4.2.1添加元素对σ0的影响

4.2.2微量元素对ky的影响

4.2.3添加元素对延伸率的影响

4.3本章小结

第5章结论

参考文献

致谢