為了保證具有較高的強(qiáng)度同時(shí)保持良好的成型性和延展性,先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS)應(yīng)運(yùn)而生。先進(jìn)高強(qiáng)度鋼是指強(qiáng)度在500MPa到1500MPa之間,具有良好的成形性和延展性的鋼。由于這些特性,AHSS被廣泛的應(yīng)用在汽車產(chǎn)業(yè),中主要應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)件、安全件和加強(qiáng)件如A/B/C柱、車門檻、前后保險(xiǎn)杠、車門防撞梁、橫梁、縱梁、座椅滑軌等零件。同時(shí)隨著第三代AHSS的發(fā)展,AHSS也逐漸被應(yīng)用到造船和飛機(jī)制造領(lǐng)域中。
本文介紹了在兩種含有金屬元素 Mn,Si,Al和 Cr先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼,分別為 0.3C?2.4Si?2.1Mn?0.3Al和 0.3C?2.4Si?2.1Mn?0.3Al?0.5Cr。這兩種先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼通過使用露天感應(yīng)爐熔化普通碳鋼來制備。制備成功后,通過伸試驗(yàn)和微觀結(jié)構(gòu)分析研究了熱處理(包括熱鍛,冷卻,淬火和回火)對(duì)含有無碳化物的貝氏體,殘余奧氏體和馬氏體的顯微組織的影響。所設(shè)計(jì)的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼在1100℃溫度下進(jìn)行了≥90%的鍛造熱處理,并且在AC3上方奧氏體化。對(duì)鍛造樣品采用了四種冷卻形式,包括空冷、回火空冷、回火油淬和回火水淬。
Fig.7 Morphology of hot forged air-cooled samples for(a)alloy A and(b)alloy B,etching by meta bisulfate
Fig.11 True stress-true strain curve of both alloys at room temperature
結(jié)果表明,合金 A(0.3C?2.4Si?2.1Mn?0.3Al)的鐵素體/貝氏體微觀結(jié)構(gòu)的拉伸性能介于第一代和第三代AHSS的之間。合金 B(0.3C? 2.4Si? 2.1Mn? 0.3Al?0.5Cr)的鐵素體/貝氏體微觀結(jié)構(gòu)的拉伸性能與目前第三代AHSS所表現(xiàn)的性能相當(dāng)。合金B(yǎng)進(jìn)行熱處理后獲得了含有貝氏體、奧氏體和馬氏體的無碳化合物的顯微組織。這種微觀結(jié)構(gòu)表明沒有昂貴的合金元素或復(fù)雜的工藝同樣也能提高設(shè)計(jì)合金的拉伸性能。通過對(duì)合金B(yǎng)進(jìn)行的熱處后,其抗拉強(qiáng)度達(dá)到1790MPa,金相組織和性能見文中Fig.7和Fig.11。