700MPa级冷轧高强钢的性能分析

第２２卷第４期　２０１０年ｌ２月　武汉工程职业技术学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＷｕｈａｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｖｏ１．２２　Ｎｏ．４　ＤＣｃｃｍｂｅｒ　２０１０　７００ＭＰａ级冷轧高强钢的性能分析　陈　宇　张彦文　刘永前　（武钢研究院摘湖北　武汉：４３００８Ｏ）　要　对工业化生产的Ｃ—Ｍｎ—Ａｌ系高强度、高塑性冷轧钢板的组织和性能进行了研究，材料的　抗拉强度为７３０ＭＰａ，屈服强度为４７０ＭＰａ，延伸率达到２８　，屈强比为０．６３；钢中的主要强化元素　为Ｃ、Ｍｎ、Ａ１，相应的最大含量分别小于０．２１　、１．５％、１．６％，材料的原料成本低，生产工艺适应　性好。　关键词　高强度钢；残余奥氏体；冷轧薄钢板　中图分类号：ＴＧ３３５．５５　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—３５２４（２０１０）０４—００１８—０２　高强钢是钢铁材料的发展方向之一，高强钢在　节能、环保、资源和安全等方向具有明显优势，在汽　２　试验结果　２．１力学性能　车制造、钢结构、能源储备等方面具有广泛应用。　冷轧高强钢的研制主要存在的问题是强度和塑　性、成本与工艺两组矛盾，材料的力学性能指标既要　求高强度，也要求高塑性，同时，材料的设计又要求　低成本和良好的生产工艺适应性。根据以上要求，　对试验钢的抗拉强度、延伸率和冷弯性能等力　学性能进行测试，结果如表２所示。从表中数据可　知，材料的抗拉强度为７３０ＭＰａ，延伸率为２８　９／６，达　到了高强度、高塑性的要求；同时，材料的屈服强度　为４７０ＭＰａ，相应的屈强比仅为０．６４，达到了低屈强　武钢开展了冷轧钢高强钢的研制，以下就试验钢的　组织和性能进行分析。　比的要求，有利于材料的塑性变形和零件成形的稳　１　试验条件　钢种设计的强化元素为Ｃ、Ｍｎ、Ａ１，没有添加贵　重金属元素或微合金化元素，试验钢的生产原料成　本低。碳元素在钢中主要以间隙原子状态存在，起　问隙强化作用；锰元素在钢中主要以固溶状态存在，　起固溶强化和细晶强化作用；铝元素在钢中以固溶　定性。另外，材料的冷弯试验结果合格，说明材料的　冷弯性能良好。　表２试验钢的实物力学性能　注＊：ａ为试样厚度，ｂ为试样宽度，ｄ为弯心直径。　２．２组织结构　和化合物形式存在，主要起细晶强化作用。试验钢　设计的化学成分如表１所示。　表ｌ　试验钢的化学成分（ｗｔ％）　钢种　Ｃ　Ｍｎ　Ａｌ　Ｓｉ　Ｐ　Ｓ　对试验钢的金相组织进行分析，结果如图１所　示。图中观察结果显示，试验钢的金相组织为：贝氏　体十铁素体十马氏体十残余奥氏体，其中，铁素体数　量比例为４０　左右，其晶粒尺寸在５“ｍ以下，达到　超细晶的水平，贝氏体比例为５Ｏ　左右，其形态为　试验钢　≤０．ｚ１≤１．５０≤１　６０≤ｏ．０１≤ｏ．０２０≤０．０１　５　试验钢在容量为８Ｏ吨的工业转炉中冶炼后，进　行ＲＨ炉外真空脱气处理和连续浇铸，然后经过热　颗粒状，马氏体和残余奥氏体为复合岛状形态，比例　为１Ｏ　左右，残余奥氏体为颗粒状。　对试验钢的相结构进行了Ｘ射线衍射测试，　果如图２所示。图中标记●为７相，标记■为ａ相，　连轧、冷连轧和连续退火处理，获得成品厚度为　１．４０ｍｍ的冷轧薄钢带。　收稿Ｅｔ期：２０１Ｏ－０８—２８　作者简介：陈宇（１９６３￣），男，教授级高工．Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｙ＠ｗｉｓｃ０．ｃｏｒｎ．ｃｎ　陈字　张彦文刘永前：７００ＭＰａ级冷轧高强钢的性能分析　１９　７相为奥氏体，在室温下属于残余奥氏体，了相的存　从强化机理上看，Ｃ原子具有间隙强化功能，　在说明钢中有残余奥氏体，数据分析结果显示，残余　Ｍｎ原子具有固溶强化和细晶强化作用，Ａ１原子与　奥氏体的体积百分数在７％左右。残余奥氏体在材　钢中Ｎ原子结果形成Ａ１Ｎ化合物，具有细晶强化的　料变形过程中，可以提高钢的强度，同时改善塑性。　作用，因此，试验钢的强化机理包括间隙强化、固溶　强化和细晶强化。　３．２　力学性能　从表２中的力学性能数据可知，试验钢的抗拉　强度为７３０ＭＰａ，延伸率为２８　，均达到了较高的水　平，这种强度与塑性的良好匹配，与材料的残余奥氏　体组织有关。残余奥氏体对强度和塑性的作用机理　可描述如下：　相为高温稳定相，在室温下不稳定，　在外界应力作用下可发生７一ａ相转变，而相变可以　吸收外界能量；同时，残余奥氏体中Ｃ含量高，发生　图１试验钢的金相组织　７一ａ相变生成马氏体，从而增加材料的强度。　根据Ｘ射线衍射测试数据结果，采用公式　（２）Ｅ１３对残余奥氏体的进行定量计算，结果显示残余　奥氏体的体积百分数为７．０　，该数值比例适中。　如果残余奥氏体数量较高，如超过ｌＯ　，相应的Ｃ、　Ｍｎ、Ａｌ等稳定奥氏体的元素含量也高，给材料的焊　接性能带来压力；如果残余奥氏体数量较低，如小于　５　，则残余奥氏体对提高强度和塑性的效果不明　２ｔｈｅｔａ（ｄｅｇ）　显。　图２试验钢的ｘ射线衍射相分析结果　Ｖａ＝＝：（１一Ｖｃ）／（１＋Ｇ　ｘ　Ｉｍ／　）　（２）　式中，　为残余奥氏体的体积百分数，Ｖｃ为碳化物　３　分析讨论　体积分数，Ｇ为相互作用因子，Ｉｍ为铁素体峰积分　强度，ｚｎ是奥氏体峰积分强度。　３．１化学成分　如前所述，试验钢的化学成分设计原则为经济　４　结论　性和工艺适应性，以满足市场需求，提高产品竞争　力。表１中数据可知，钢中主要的强化元素为Ｃ、　（１）研制了工业化生产的Ｃ－Ｍｎ—Ａｌ系高强度、　Ｍｎ、Ａ１，均是成本低、强化效果好的元素，其中，Ｃ含　高塑性冷轧ＴＲＩＰ钢，材料的抗拉强度为７３０ＭＰａ，　量最大值为０．２１　，因为，如果Ｃ含量继续增加，则　屈服强度为４７０ＭＰａ，延伸率达到２８　，屈强比为　材料的焊接性能会明显下降；钢中Ｍｎ含量最大值　０．６３，材料的强度、塑性和成形性满足用户需求。　为１．５Ｏ　，如果Ｍｎ含量继续增加，材料的焊接性　（２）钢中的主要强化元素为Ｃ、Ｍｎ、Ａｌ，相应的　能也会受到明显影响，钢中Ａｌ含量最大值为　最大含量分别小于０．２１　、１．５　、１．６　，材料的原　１．６０　，如果Ａｌ含量继续增加，钢水的粘度会进一　料成本低，生产工艺适应性好，相应的性价比高，市　步增加，钢的冶炼浇铸变得十分困难。　场竞争力强。　通过以Ｃ当量作为材料焊接敏感性评价标准，　根据公式（１）的传统Ｃ当量计算方法，得到试验钢Ｃ　参考文献　当量的最大值为０．４６，该数值与ｃ当量的极限标准　Ｅｌ３　ＧＢ８３６２—８７．残余奥氏体的ｘ衍射定量计算方法［ｓ］．中华人民　０．４６　Ａ相符合，说明试验钢的化学成分设计符合材　ｏ共和国标准，１９８７．　料的焊接敏感性要求。　（下转第４Ｏ页）　Ｃｅｑ—Ｃ－Ｉ－Ｍｎ／６　４－ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０　＋Ｃｒ／５４－Ｍｏ／４４－ｖ／ｌ４　（１）　４０　武汉工程职业技术学院学报　２０１０．４　表明ＢＰＳ的业务化定制功能，完全可以支撑业务部　门快速优化和调整流程，敏捷响应不断变化的市场　ｒ２　１　Ｙ　Ｘｉａｏ，Ｄ　Ｃｈｅｎ，Ｍ　Ｃｈｅｎ．“Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ　Ｗｏｒｋ－　ｆｌｏｗ　ａｎｄ　ｉｔｓ　Ｋｅｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＸＰＤＬ”．Ｐｒｏｃ，２００４　要求，有效提升办公效率，降低企业运营成本，为现　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］．Ｍａｎ　ａｎｄ　Ｃｙ～　ｂｅｒｎｅｔｉｃｓ，２００４，（３）：２１３７—２１４２．　代企业办公系统提供一套行之有效的方法。　参考文献　魏亚清，闫宏印，张冀ＪＩ『．架构基于ＢＰＭ和ＳＯＡ组合框架的　敏捷企业［Ｊ］．微电子学与计算机，２００９，２６（１　２）：４７—５０．　［３］　宋慧驹，马楠，吴志刚．ＳＯＡ编程模型——ｓｃＡ／ｓＤ（）［Ｊ］．信息　技术与标准化，２００７，（１１）：３８～４０．　［４］　刘志龙，黄传华．ＳＯＡ架构高校迎新系统的ＳＤＯ模型探讨　［Ｊ］．计算机与现代化，２００９，（１２）：３８　４０．　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｗｏｒｋ＿Ｆｌｏｗ　Ｍｏｄｕｌｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｐｒｉｍｅｔｏｎ　ＢＰＳ　ＰＥＮＧ　Ｒｕｉ　ＨＥ　Ｑｕｎｊｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｉｓｓｕｅ　ｉｎ　ａｄｊｕｓｔｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｔｈｕｓ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔ　ｆｏｒ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．　Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｐｒｉｍｅｔｏｎ　ＢＰＳ　ｗｏｒｋ—ｆｌｏｗ　ｍｏｄｕｌｅ　ｉｓ　ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａ—　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｏｒｋ～ｆｌｏｗ　ｗｉｔｈ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｒａｐｉｄｉｔｙ　ａｎｄ　ｌｏｗ—ｃｏｓｔ　ｂｒｉｎｇｓ　ａｂｏｕｔ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｖａｌｕｅ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｌｉｅｎｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｏｒｋｆｌｏｗ；ＳＯＶ；ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　（责任编辑：栗晓）　（上接第１９页）　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ＆　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　７００　ＭＰａ　Ｃｏｌｄ－Ｒｏｌｌｅｄ　Ｈｉｇｈ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｓｔｅｅｌ　ＣＨＥＮ　ＹＵ　Ｚ　ＨＡＮＧ　Ｙａｎｗｅｎ　ＬＩＵ　Ｙｏｎｇｑｉａｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｔｅｘｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃ—Ｍｎ—ＡＩ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ　ｃｏｌｄ—ｒｏｌｌｅｄ　ｐｌａｔｅ　ｉｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ＳＨＯＷＳ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｓ　７３０ＭＰａ，ｙｉｅｌｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｉｓ　４７０ＭＰａ，ｅｘｔｅｎｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｒｅａｃｈｅｓ　２８　，ｙｉｅｌｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｒａｔｅ　ｉｓ　０．６３；ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｈａｒｄｅｎｅｒｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ａｒｅ　Ｃ，　Ｍｎ，ａｎｄ　Ａｌ，ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ａｒｅ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ　０．２１　，１．５　ａｎｄ　１．６％，ｗｉｔｈ　ｌｏｗ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａＩ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｉｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｓｔｅｅｌ；ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ　ｒｅｍａｉｎｓ；ｃｏｌｄ—ｒｏｌｌｅｄ　ｓｈｅｅｔ　（责任编辑：栗晓）