第3代汽车用高强度钢开发与应用
时间:2019-11-29 22:41 来源:汽车材料网。 作者:雅延 点击:
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第3代高强度汽车用钢简介及国内外研究状况双相钢(DP)、复相钢(CP)、相变诱发塑性钢(TRIP)和马氏体钢(MART)等的强度范围为500~1 600 MPa,均具有较高的轻量化潜力、碰撞吸收能、成形性以及较低的平面各向异性等优点,在汽车上得到广泛应用,被称为第1代高强度汽车用钢,其微观组织如图2所示 。第1代高强度汽车用钢的低强塑积(R m×A)达5~15 GPa%,奥氏体含量较低(不
第3代高强度汽车用钢简介及国内外研究状况
双相钢(DP)、复相钢(CP)、相变诱发塑性钢(TRIP)和马氏体钢(MART)等的强度范围为500~1 600 MPa,均具有较高的轻量化潜力、碰撞吸收能、成形性以及较低的平面各向异性等优点,在汽车上得到广泛应用,被称为第1代高强度汽车用钢,其微观组织如图2所示 。
第1代高强度汽车用钢的低强塑积(R m×A)达5~15 GPa%,奥氏体含量较低(不足15%)。DP钢微观组织为铁素体+马氏体,TRIP钢成分为铁素体+贝氏体+残余奥氏体。马氏体是通过高温奥氏体组织快速淬火转变为马氏体组织的。2007年,阿赛洛等钢铁厂家进行孪晶诱导塑性钢(TWIP)、具有诱导塑性的轻量化钢(L-IP)的研究。室温下,这些钢种的组织为稳定的残余奥氏体,当施加一定的外部载荷后,由于应变诱导出现了机械孪晶,会产生较大的无颈缩延伸,因而显示出优异的力学性能、高应变硬化率并具有极高塑性(60%~90%)和较高强度(600~1 000 MPa),被称为第2代高强度汽车用钢 [6],该钢高强塑积介于50~60 GPa%范围,其微观组织如图3所示。第2代高强度汽车用钢TWIP钢组织为奥氏体,在变形过程中发生机械孪晶并诱导塑性,从而保证了优良的塑性。
图2 第1代高强度汽车用钢微观组织
图3 第2代高强度汽车用钢TWIP钢的微观组织
第3代先进高强度汽车用钢兼有第1代和第2代高强度汽车用钢微观组织的特点,首先应该是具有高强特点的BCC相和较高组分的具有高强化特性的FCC相的复合组织,即具备BCC+FCC的复合组织(图4),并充分利用晶粒细化、固溶强化、析出强化及位错强化等手段来提高其强度,通过应变诱导塑性、剪切带诱导塑性和孪晶诱导塑性等机制来提高塑性及成形性能。
我国国内对于第3代高强度汽车用钢的研究处于国际前列。北京科技大学新金属材料国家重点实验室对第3代高强度汽车用钢的研究较早 。
2012年,在国家“973”计划项目子课题“第3代高强高韧低合金钢精细组织的研究”的支持下,开展了第3代先进汽车用钢的研究工作:基于动态相变的热轧低合金TRIP钢技术进行合金成分设计和工艺优化,通过添加微合金化元素或调整Mn、Si含量,获得了力学性能指标在第3代先进汽车用钢范围内的细晶TRIP钢。