1300MPa级0.14C-2.72Mn-1.3Si钢的显微组织和力学性能及加工硬化行为

摘要

在连续退火试验机上,对一种Mn含量介于中锰和低锰含量之间的C-Si-Mn系(0.14C-2.72Mn-1.3Si,质量分数,%)超高强钢进行处理,获得了具有铁素体、淬火马氏体、回火马氏体以及一定量残余奥氏体的多相组织.利用膨胀仪,SEM,TEM,EBSD和XRD等对实验钢在不同热处理工艺下的微观组织进行了表征.结果表明,800℃退火实验钢获得最佳综合力学性能,屈服强度为672MPa,抗拉强度为1333MPa,总伸长率为13%.这主要是800℃退火钢精细的组织、合适的相比例以及一定量残余奥氏体共同作用的结果.对实验钢加工硬化行为进行了深入分析,讨论了实验钢瞬时加工硬化指数n的变化,采用修正的C-J方法对实验钢多阶段加工硬化行为进行了分析,探讨了马氏体结构参数fM/dM(fM为马氏体体积分数,dM为马氏体等效直径)和铁素体体积分数等对加工硬化的影响.结果表明,实验钢颈缩前随真应变增加n快速增加后减小,但不同温度退火实验钢n减小趋势不同;由于不同温度退火实验钢马氏体体积分数不同,经修正后的C-J法分析得到了2阶段和3阶段的加工硬化行为;铁素体体积分数对马氏体与铁素体共同塑性变形的应变范围△e有显著影响,低温时共同变形范围小,高温时范围逐渐增大,过高温度时可能又减小.综上,实验钢高的初始加工硬化率源于各相的配比、形貌和分布等,是各组织协调配合和各因素共同作用的结果,有利于提高实验钢的强度和塑韧性.