熱軋雙相鋼以其優異的綜合性能使其能夠廣泛地應用于汽車、石油、船舶和建筑等領域。近些年,“以熱代冷”產品尤其高強度汽車用鋼不僅可以大量節省工藝、降低能源消耗,還可以使汽車重量減輕,使其兼顧了安全性與節能性的目標。熱軋雙相鋼是一類應用范圍廣泛、極具有市場競爭優勢的鋼鐵材料,將對我國汽車制造業的快速發展發揮越來越重要的作用。


 本研究報告依托東北大學RAL國家重點實驗室與多個鋼鐵廠開發減量化熱軋雙相鋼課題為研究背景,通過實驗室熱模擬實驗、熱軋實驗分析,以及現場試制研究雙相鋼的組織轉變過程及其影響因素,并在實驗室研究的基礎上開發低成本、高性能熱軋雙相鋼生產工藝,在現場試制成功的基礎上進行大批量生產及工業推廣。主要包括:


 1. 運用熱模擬實驗,通過優化處理可以得到相對應的相變動力學曲線。相變動力學曲線可以很好地反映出新相形成過程與新相形成速度。結合相變動力學曲線與熱膨脹曲線;可以得到準確的臨界溫度。同時根據加工硬化指數n的變化,可以將先共析轉變過程很好地描述出來,在新相形成過程中,尤其是先共析轉變過程,優先析出的是棱邊鐵素體。


 2. 進行了奧氏體連續冷卻相變實驗研究,分析了不同溫度、不同變形條件下工藝參數對相變過程的影響。奧氏體化溫度越低,相變前的奧氏體晶粒尺寸越細小。減小相變前奧氏體晶粒尺寸,能夠同時促進棱邊鐵素體析出量和析出速度,冷卻速度增大,相變總時間顯著縮短,同時冷卻速度增加,鐵素體體積分數中棱邊形核占比高,且析出快。奧氏體化溫度越低,鐵素體相變溫度提高,鐵素體更易析出,同時在未完全奧氏體化的情況下,后續相變過程中的鐵素體始終大量存在。完全奧氏體過程到奧氏體化程度較低的過程變化中,貝氏體的相變區域增加,然而區間擴大而體積分數是降低的,發生貝氏體轉變的溫度也是逐步降低,這說明碳含量的影響更為主要,而相變驅動力的影響相對來說要更為弱化。隨著奧氏體化溫度降低,珠光體相變與馬氏體相變區間均得到擴大。


 3. 研究了元素硅和鉻對相變過程及對產品組織性能的影響。合金元素硅的添加在低的冷卻速度下對鐵素體相變溫度提高近30℃,提高效果明顯,合金元素硅的添加有助于加快鐵素體相變過程。同時合金元素鉻含量增加后,在40℃/s時,出現了馬氏體組織。合金元素鉻的添加有助于馬氏體的析出,同時起到一定的抑制貝氏體相變的作用。


 4. 在實驗室進行熱軋實驗,探索化學成分、終軋溫度和出超快冷溫度對熱軋雙相鋼的影響規律,將各熱軋試驗工藝與相應得到的微觀組織性能進行對比分析,摸索得到良好雙相鋼力學性能的熱軋工藝。


 5. 探索終軋溫度、出超快冷溫度和卷取溫度對熱軋雙相鋼的影響規律,因地制宜開發出適宜現場工況的生產工藝,并在國內多家鋼廠完成雙相鋼的試制及批量生產,試制成功550~700MPa的熱軋雙相鋼。