《熱成形QPT鋼組織超細化機制與高強塑積形成原理》是依託上海交通大學，由金學軍擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：熱成形QPT鋼組織超細化機制與高強塑積形成原理
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：金學軍
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
開發低成本、加工性能和服役性能優良的高強度汽車鋼，為節能減排、又保持汽車安全性的必由之路。申請人提出了在熱成形工藝中引入淬火－配分－回火（QPT）的新工藝，獲得的高強塑積鋼稱為熱成形QPT鋼（HSQPT）,其優良性能與奧氏體塑性變形結合碳配分新工藝所獲得的超細復相組織相關。因此，需要研究熱成形QPT鋼組織超細化機制和超細復相組織高強塑積形成原理，包括：強塑積18000MPa%以上（含碳0.2wt%，抗拉強度1500MPa）汽車鋼板的合金成分設計、工藝最佳化和組織性能相關性研究；HSQPT工藝通過變形、相變和碳配分的耦合作用，獲得超細復相組織的機制；在超細復相組織中引入軟相，使應變非局域化的高強塑積形成原理，及其復相組織穩定性（殘餘奧氏體的相變誘發塑性）的尺度效應等。以上研究對多場下的馬氏體相變理論，實現高強鋼塑性成形與熱處理一體化工藝組織精確控制，及新一代汽車用高強鋼的開發和套用有重要意義。
結題摘要
項目首先按原定研究方案，揭示了高矽高強熱成形鋼是一種適宜進行淬火-配分-回火（Q-P-T）處理的高強鋼，Si同時起到抑制碳化物析出和殘餘奧氏體分解作用，當熱變形速率0.005s-1、熱變形量50%，在淬火溫度260℃和配分時間300s時，抗拉強度達1525MPa，總延伸率13.6%。並進一步提出形變誘發鐵素體相變（DIFT）加Q-P-T工藝。 其次，研究了Q-P-T處理工藝獲得的第三代高強汽車鋼的氫脆和韌性等使用服役性能，加快其工程套用。採用電化學充氫方法和慢速率拉伸實驗，結合斷口形貌觀察分析了材料的氫脆敏感性。研究表明：氫致裂紋從奧氏體馬氏體的界面處起源，鐵素體中不會誘發裂紋形核。用預製裂紋的double edge-notched tension (DENT) 樣品測試了Q&P鋼的斷裂韌性。裂紋尖端馬氏體轉變更傾向於在穩定性低的殘餘奧氏體發生，並進一步提高Q&P鋼的斷裂韌性。 第三，發展了QP980鋼多相複雜組織的多種表征手段，重點研究殘餘奧氏體的分布和體積分數。分別用XRD、磁性、EBSD和穆斯堡爾譜測量了殘餘奧氏體體積分數並與彩色金相統計結果比較，結果顯示馬氏體中奧氏體穩定性略高於鐵素體中奧氏體。 最後，研究了相關相變及奧氏體穩定性的機制問題。（1）採用內耗方法研究Q&P鋼碳的配分動力學，設計了高Ni模型鋼0.39C-1.56Si-2Mn-9.84Ni，奧氏體化後水淬至室溫，組織含有大量奧氏體（30%），揭示了100℃長時間退火過程中碳向位錯的偏聚過程。（2）採用差示掃描量熱(DSC)法，測得Q&P處理後的試樣的奧氏體分解激活能為221.3±5 KJ/mol，該結果與TRIP鋼的數據相吻合；奧氏體熱分解溫度區間為400℃到500 ℃，說明Q&P處理後的試樣奧氏體熱穩定性較高。（3）通過分子動力學模擬Fe-Ni納米多晶體在降溫過程中的馬氏體相變，為考察含亞穩奧氏體相變的晶粒尺寸效應提供參考。 相關研究成果為：發表論文19篇，其中SCI收錄17篇（加和影響因子超過20）；參加國際會議14人次，其中項目負責人做邀請或主題報告5次，國內會議10人次，國內會議邀請報告3次；申請國際（美國和歐盟）專利1項；獲邀在Taylor & Francis出版的 Encyclopedia of Iron, Steel and Their Alloys撰寫英文綜述1篇。
