《具有TRIP效應的超細貝氏體鋼的相變規律與塑性變形機理》是依託北京科技大學，由趙愛民擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：具有TRIP效應的超細貝氏體鋼的相變規律與塑性變形機理
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：趙愛民
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以改進型熱衝壓成形工藝生產超高強汽車零件為套用目標，開發具有TRIP效應的高強度(TS：1500~2200MPa)和高塑性(TE：10~20%)超細貝氏體鋼。圍繞其成分設計、綜合細化技術、相變加速技術、相變機理和塑性變形機理開展系統研究，通過中低碳成分設計和工藝最佳化，獲得貝氏體板條寬度小於100nm、長度小於10μm的超細組織；將熱衝壓成形與貝氏體等溫相結合設計一種變形-淬火貝氏體轉變(A-QBT)工藝，利用熱衝壓的預變形、馬氏體預相變和細小的原奧氏體晶粒，加速低溫貝氏體轉變，等溫時間縮短至4~6小時；揭示預變形-馬氏體預相變條件下貝氏體形核、長大的相變動力學規律和貝氏體相變機理；運用細觀力學理論和計算機模擬，從巨觀、細觀和微觀尺度分析超細貝氏體鋼強韌化機理和相變增塑機理，揭示超細貝氏體鋼成分、組織與性能之間的關係，為開發高性能貝氏體鋼提供理論指導。
結題摘要
超細貝氏體鋼具有超高的強度和良好的韌性，是一種具有發展前景的先進高強鋼。然而過長的等溫轉變時間限制了其大規模工業化生產。本課題從合金成分最佳化、過冷奧氏體預變形、馬氏體預相變等方面入手，研究一種預變形-淬火貝氏體相變工藝，縮短超細貝氏體鋼的等溫相變時間，以滿足工業化批量生產要求。綜合分析了過冷奧氏體預變形、馬氏體預相變條件下無碳化貝氏體的轉變機理，探索了超細貝氏體鋼的塑性變形行為。 在傳統高碳納米貝氏體鋼成分基礎上，適當降低碳含量，調整Mn、Mo和Cr等元素含量，採用綜合晶粒細化技術，通過預變形-淬火貝氏體相變工藝，在3h以內製備出含有一定量馬氏體且強韌性優異的超細貝氏體鋼。如0.7C實驗鋼，在300℃變形10%，隨後冷到Ms點以下12℃，然後加熱至300℃保溫一段時間後冷到室溫，其貝氏體轉變完成時間縮短到2h，屈服強度大於1500MPa，抗拉強度達1800MPa，均勻延伸率超過20%。利用膨脹儀熱模擬試驗和Gleeble熱模擬試驗機分別研究了馬氏體預相變工藝下貝氏體的相變行為和不同預變形溫度及預變形量對貝氏體相變行為和組織的影響，研究結果表明：預相變和預變形都能縮短貝氏體相變完成時間，並細化貝氏體鐵素體和薄膜狀殘餘奧氏體、減少塊狀殘餘奧氏體尺寸和含量。同時利用Gleeble熱模擬試驗及溫軋試驗研究了預變形和預相變綜合作用下的貝氏體相變行為和塑性變形規律，並從多尺度分析了超細貝氏體組織與強韌性之間的本質聯繫，利用二維代表性體積元模型模擬超細貝氏體鋼的塑性變形過程，結果表明預變形及馬氏體預相變會對拉伸初期殘留奧氏體的轉變起到一定的阻礙作用，且預相變馬氏體在拉伸過程中分擔較大的應力，提高材料的屈服強度。 通過本項目的研究，闡明了預相變-淬火貝氏體相變工藝下，貝氏體轉變行為和相變增塑機制，揭示了超細貝氏體鋼巨觀力學性能與微觀模型之間的聯繫，為開發一種改進型熱衝壓成形直接生產超高強熱衝壓成形汽車零件提供了理論基礎。
