《超快冷條件下鐵素體相變與協同相間析出的控制機理》是依託東北大學，由唐帥擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超快冷條件下鐵素體相變與協同相間析出的控制機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐帥
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目針對780MPa以上級別相間析出型高強度熱軋汽車用鋼的組織控制目標，採用Cu與Mo、Ti複合添加的成分設計思路，將超快冷作為細化鐵素體晶粒和析出粒子的重要手段，引入Cu與Mo、Ti的協同相間析出機制，圍繞超快冷工藝下的鐵素體相變、相間析出行為等控制問題開展研究。通過熱模擬、熱軋和不同冷卻路徑冷卻等實驗，弄清合金元素和超快冷工藝參數對鐵素體相變行為、納米級沉澱析出行為的影響規律。闡明超快冷條件下鐵素體相變熱力學、動力學以及ε-Cu、(Mo, Ti)C的析出動力學以及Cu與Mo、Ti的協同相間析出規律，據此研究鐵素體相變和相間析出的耦合控制機制，找到鐵素體晶粒細化和相間析出相匹配的最佳工藝視窗。揭示鐵素體晶粒尺寸、析出粒子形態學等對強度、塑性和凸緣性能的影響規律，獲得高強度、塑性和成形性能匹配的納米級相間析出型高強鋼的原型鋼。
結題摘要
採用高強度汽車用鋼是降低汽車油耗和提高其安全性的有效手段，但目前傳統的780MPa以上級別汽車用鋼無法同時滿足高強度、塑性和成形性能匹配的要求，以高冷速為代表的超快冷技術方興未艾，但以超快冷為核心的相變規律、析出機理及強韌化等物理冶金學機制還未建立。在這一市場和技術背景下，我們在本項目計畫書中提出了基於超快冷技術研發以“鐵素體基體+相間析出”型強度超過780MPa高強鋼這一研究目標。經過3年的努力，這一研究目標已成功實現，取得如下重要研究成果： （1）採用低成本V-Ti成分成功開發了相間析出型高強鋼，抗拉強度可達800MPa以上，延伸率達24%，析出強化增量超過300MPa；（2）相變前超快冷增大奧氏體→鐵素體相變驅動力，降低鐵素體相變溫度；（3）高冷速、低超快冷出口溫度可大幅細化納米析出物，提出了超快冷條件下納米級析出物的細化機理；（4）明確了超快冷條件下了(V, Ti)C與（Mo, Ti）C和ε-Cu相間析出溫度區間，分析了相間析出物的結構與組成，確定了超快冷條件下相變與相間析出耦合控制的工藝視窗；（5）觀測到ε-Cu與（Mo，Ti）C複合析出物，EDX能譜和TEM衍射分析初步表明，二者並未組成複合型析出物，均與鐵素體基體存在獨立的晶體學位相關係；（6）比較研究了傳統層流冷卻與超快冷工藝工藝下的組織性能規律，明確了超快冷對細晶強化和析出強化均有貢獻，且隨超快冷出口溫度降低，析出強化增量比重越大；（7）揭示了顯微組織對成形性能的影響規律，結果表明，組織間的變形協調能力降低導致擴孔率等成形性能下降；（8）申報發明專利6項，獲得2014年湖南省科技進步一等獎（總排名第7，校內排名第4）和2015年遼寧省科技進步一等獎（項目負責人總排名第4，校內排名第2）。 以上研究成果不僅為汽車工業開發了一個性能優異的高強度汽車用鋼新品種，而且還大大豐富了現有物理冶金學知識，為鋼鐵材料組織性能控制，特別是為超快冷為核心的新一代TMCP理論提供了新思路和新方法，並成功進行了工業推廣套用，具有重要科學意義和套用價值。
