论文摘要
随着全球范围内的能源紧张和环境恶化,减重、节能、环保和提高安全性成为了现在汽车工业的主要发展趋势。汽车的车身和配件采用新型的高强钢板可以减轻车身重量、节约资源和减少尾气排放量。这些趋势要求汽车用板要向着更轻质、更高强度和塑韧性发展。为了进一步提高汽车用钢的综合性能,在2003年,美国科罗拉多矿业学院的Speer教授等人提出了一种新的热处理工艺—Q&P工艺（Quenching and Partitioning）,即淬火配分工艺。主要是通过控制淬火后的回火配分过程中抑制碳化物的析出,使残余奥氏体富碳稳定,进而改变钢的微观组织结构,改善钢的力学性能。本文主要以0.19C-1.53Mn-1.52Si-0.14Al-0.048Nb和0.19C-1.48Mn-1.52Si-0.15Al的两种成分钢为研究对象,在实验室条件下对比两种钢不同工艺参数的Q&P处理后的显微组织和力学性能。研究探讨了不同淬火温度、配分温度、配分时间以及合金元素Nb对钢的力学性能和显微组织的影响规律。本论文的主要研究结论如下：（1）Q&P钢基体组织为板条马氏体和残余奥氏体,经测试具有很高的强度和良好的塑性。（2）随着Q&P工艺中淬火温度的升高,钢中马氏体板条尺寸逐渐增大。强度逐渐降低,塑性则逐渐升高;但随着淬火温度的继续升高,钢中的残余奥氏体含量增加。由于碳的含量较少不足以使残余奥氏体稳定,因此二次转变的马氏体量增加,室温下稳定的残余奥氏体减少,因此钢的强度又出现反弹,而塑性则降低。（3）随着配分温度的升高,钢的强度降低,但塑性有所提高。其原因是随着配分温度的升高碳的扩散速度加快,因此马氏体中的碳减少而残余奥氏体中的含碳量增加,所以室温的强度降低而塑性升高；随着温度的继续升高,钢的强度也开始出现升高的趋势,而塑性则开始下降。其原因是当配分温度高于一定值时（大约400℃）钢中开始出现碳化物的析出,降低了钢中用于扩散的碳含量,进而使残余奥氏体含量降低不利于Q&P钢充分发挥塑性。（4）在配分过程中,随着配分时间的延长,钢的强度是逐渐降低的。因为在此过程中过饱和的马氏体中的碳逐渐在向残余奥氏体扩散,所以室温下的马氏体中的含碳量减少,钢的强度是降低的,而塑性则是由于残余奥氏体的富碳程度越来越高而不断上升。（5）加入Nb的钢其组织明显要比不加Nb的钢的组织细小且均匀,且在透射分析中可以证明含有Nb的钢析出物密度要高于没有加Nb的钢。合金元素Nb的加入在Q&P钢的工艺中起到细晶强化和析出强化的效果,提高钢的综合力学性能。
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