收藏本站
《上海大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

含Mn和P元素ULC-BH钢的显微分析和性能研究

王华  
【摘要】:随着汽车减轻重量和节能减排需求的增大,越来越多的研究集中在如何改善汽车用钢板综合性能上。烘烤硬化(BH)钢作为一种重要的汽车车身用钢长期以来一直是科研和工业领域的研究热点之一。本文结合课题“超低碳含钒烘烤硬化钢的研究”,对经过不同处理尤其是不同退火处理后的BH钢的力学性能和BH性能进行测试;通过热力学计算并结合显微检测,对BH钢热轧、退火和变形过程的显微组织和织构、第二相粒子析出和固溶元素分布进行了分析。讨论了BH钢力学性能、BH性能和成形性能的影响因素,为高性能BH钢的研制提供理论指导。论文的主要研究结果如下: 根据热力学计算结果及相关理论支持设计了三种不同成分的BH钢(BH-0、BH-Mn、BH-P);对一系列经不同退火温度处理的BH钢进行显微硬度测试,确定了BH钢的再结晶温度;通过热膨胀试验测得三种BH钢的A_c1和A_c3温度;在再结晶温度和A_c1温度的退火温度区间内设计了两种不同的退火工艺,工艺1为直接水淬处理,工艺2在工艺1的基础上于冷却过程中增加了过时效过程。 退火工艺对BH钢性能的影响规律为:除n值外,BH钢的其它力学性能受退火温度影响不大,BH-Mn钢的综合力学性能优于其它两种BH钢。过时效过程导致三种BH钢的屈服强度、延伸率明显提高,但使得BH钢的抗拉强度略微降低。过时效过程对三种BH钢的r值的影响规律不同,其中BH-0钢经过过时效处理后r值变化不大,BH-Mn钢的r值明显降低,而BH-P钢的r值明显提高。为解释r值的变化原因,对BH-Mn和BH-P钢不同退火温度下的织构进行了检测。得出BH钢的充分再结晶对于形成有利的γ织构非常重要。当再结晶完成后,退火温度的升高对于BH钢织构的影响作用较弱。通过对BH-0、BH-Mn和BH-P钢经过两种退火工艺处理后的织构研究得出,过时效过程对三种BH钢织构的影响规律不同,显微织构对深冲性能的影响是有利织构和不利织构共同作用的结果。 通过对热轧态BH钢中的析出物类型及固溶元素分布形态的检测分析,得出Mn的添加能够提高MnS的析出温度约300℃。BH-Mn钢中Mn的添加能够形成复杂的含C化合物,这将导致基体中C浓度的降低。另外,BH-Mn钢中大部分碳化钒颗粒的尺寸都是几十纳米,Mn的添加会导致C和V的小至几纳米的团簇形成。在BH-P钢中,大部分碳化钒附着在MnS和TiS颗粒上共同析出而非单独析出,也有很多纳米级的硫化锰颗粒析出,部分硫化锰颗粒与TiS或Ti_4C_2S_2共同析出。P在BH-P钢中未形成沉淀颗粒,而是全部固溶在BH-P钢的基体中,并以偏聚形态存在。在热轧态BH-Mn和BH-P钢中均没有固溶Ti、N或S原子存在。 结合退火后BH钢的3DAP分析和拉伸性能测试结果得出,在BH-P钢中P以明显的偏聚形式存在,并和C发生共同偏聚的现象,从而造成对位错的强烈钉扎,这是导致BH-P钢产生明显屈服平台,即钢板表面质量变差的主要原因。同时,P和C对位错的共同钉扎导致BH-P钢水淬退火后的织构比BH-Mn钢织构弱,r值也比后者低。在BH-Mn钢中由于固溶Mn几乎不产生偏聚,而且固溶C的偏聚也很少,因此BH-Mn钢的屈服强度低于BH-P,塑性则优于后者。 通过对两种不同退火工艺处理后BH-Mn和BH-P钢的显微分析得出,经过时效处理,两BH钢的固溶C浓度降低,而V浓度升高。首次利用3DAP分析得出在过时效过程中没有VC析出,这与本文中的热力学计算结果相吻合。固溶C浓度的降低是由于C扩散至晶界或位错处并钉扎了位错。位错的钉扎是导致过时效后两BH钢屈服强度明显提高的主要原因。在BH-P钢中,P和C的共同偏聚对位错的钉扎是导致其过时效过程织构减弱的主要原因。并且正是由于C的这一扩散过程导致了试验钢的拉伸应力-应变曲线中屈服平台的伸长,即钢板表面质量变差。试验结果还得出预变形量必须大于屈服平台,即完全拖拽开被位错钉扎的柯氏气团才能够获得BH钢的BH现象。一旦预变形量大于屈服平台,两BH钢中的BH值受预变形量的影响不大。 通过对不同预变形量的BH钢的3DAP显微分析及BH性能测试得出,在BH-Mn钢中,C的分布形态随着预变形量的增加变化很小。而在BH-P钢中,随着预变形量的增加,C发生扩散导致更多的C团簇形成以及基体中C浓度的降低。通过基体中固溶元素分布形态以及最大距离法的测量结果得出,C的团簇是由C本身的偏聚以及C与P的共同偏聚形成,而非碳化钒析出。由于BH-P钢中大量固溶C尤其是足量位错的存在,使得BH-P钢不经过预变形直接烘烤后出现高达20MPa的BH值,这与BH-P钢室温拉伸时出现较长的屈服平台结果相吻合。
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG142.1

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 康永林;汽车板的研究开发现状及发展趋势[J];鞍钢技术;2003年06期
2 ;Bake hardening behavior of TRIP and DP steels[J];Journal of University of Science and Technology Beijing;2008年02期
3 ;Experimental study on Ti+Nb bearing ultra-low carbon bake hardening sheet steel hot-rolled in the ferrite region[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年05期
4 张小立;庄传晶;吉玲康;冯耀荣;霍春勇;赵文轸;;EBSD及其在钢铁研究领域中的应用[J];材料导报;2006年11期
5 关小军,周家娟,潘伟,朱学刚;Ti处理的ELC-BH钢板的析出物研究[J];钢铁;2002年07期
6 朱久发;;我国汽车板生产技术现状及市场需求分析[J];钢铁研究;2006年01期
7 王春芳;时捷;王毛球;惠卫军;董瀚;;EBSD分析技术及其在钢铁材料研究中的应用[J];钢铁研究学报;2007年04期
8 张进修,熊小敏;内耗频谱仪的应用及内耗频率峰机理的探讨[J];金属学报;2003年11期
9 郑磊;徐庭栋;邓群;司红;董建新;;高温合金GH4169(Inconel 718)中磷晶界偏聚特性的实验研究[J];金属学报;2007年08期
10 刘庆冬;刘文庆;王泽民;周邦新;;Nb-V微合金钢中碳化物析出的三维原子探针表征[J];金属学报;2008年07期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 罗石念;;武钢低碳耐候型烘烤硬化汽车板开发[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(4)[C];2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘嵩;于宁;刘立群;杨明;;冷轧超低碳搪瓷钢板的研究[J];鞍钢技术;2009年01期
2 付薇;岳军;刘雅政;李德强;;罩式退火工艺对Nb+Ti-IF钢性能的影响[J];鞍钢技术;2010年01期
3 田晓峰,朱怀清,范宝贵,康永林;深冲用板带生产新进展及趋势[J];鞍山钢铁学院学报;2000年03期
4 张小强;乔立峰;张红梅;王国栋;;变形温度对细晶高强IF钢应力-应变曲线及显微组织的影响[J];辽宁科技大学学报;2008年06期
5 韩以楠;王洪斌;;一种冷轧高强钢板的纳米析出物[J];辽宁科技大学学报;2010年04期
6 艾新港;李胜利;包燕平;岳峰;崔衡;吴华杰;;DDQ钢连铸坯洁净度[J];辽宁科技大学学报;2011年01期
7 王毛球,董瀚,王琪,李建新,赵隆;奥氏体化对3Cr-3Mo-Nb二次硬化钢的组织和力学性能的影响[J];兵器材料科学与工程;2002年05期
8 蒋浩民,陈新平,俞宁峰,万敏;双线性应变路径下St14-T冷轧薄板成形极限研究[J];宝钢技术;2001年06期
9 吴华,蒋浩民,汪承璞;数值模拟在汽车板成形中的应用[J];宝钢技术;2002年01期
10 殷峻;王国清;范宝明;嵇晓;刘建荣;朱敏;;提高冷轧高强度钢板屈服强度控制水平的研究[J];宝钢技术;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 季思凯;沈建华;;运用EBSD技术分析钛基复合材料的变形过程[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
2 王悦;刘昌伟;;冷轧深冲汽车板压下率及组织织构演变研究[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
3 周欢;陈曦;赵爱民;;超低碳(Ti+Nb)-IF钢组织性能和织构的研究[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
4 王雷;李凡;蒋建清;;纯铜冷轧过程中晶粒取向、织构及晶界角度分布特征的研究[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
5 计云萍;金自力;任慧平;王玉峰;孙昊;;CSP工艺冷轧薄板盐浴退火过程中再结晶的实验研究[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
6 孙红婵;李树奎;候岳翔;鲁旭东;郭伟;;CVD-W晶粒取向和晶界结构的EBSD研究[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
7 刘雪梅;宋晓艳;赵世贤;张久兴;殷福星;;EBSD技术在硬质合金晶粒长大研究中的应用[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年
8 黄亚敏;傅强;潘春旭;;奥氏体不锈钢焊接熔池结晶取向特征的EBSD研究[A];湖北省第十届热处理年会论文集[C];2006年
9 孙力;刘大亮;;冷轧汽车板生产应用及发展[A];河北省2010年炼钢—连铸—轧钢生产技术与学术交流会论文集(上)[C];2010年
10 齐建群;齐长发;梅淑文;康永林;姚连胜;;唐钢SPCE冷轧深冲板组织的研究[A];河北省2010年炼钢—连铸—轧钢生产技术与学术交流会论文集(上)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑腾龙;金属板材弹、塑性性质与材料微结构的关系及其试验测量[D];南昌大学;2010年
2 崔岩;超低碳烘烤硬化钢板烘烤硬化性能的稳定化研究[D];昆明理工大学;2010年
3 阴树标;薄板坯连铸连轧流程低碳高铌钢的再结晶及相变规律[D];昆明理工大学;2008年
4 李绍宏;高强韧冷作模具钢组织设计及组织控制研究[D];上海大学;2011年
5 蹇海根;B93高强铝合金热处理及疲劳断裂行为的研究[D];中南大学;2010年
6 杨霞;轧机四列圆锥滚子轴承的边界元法理论与实验研究[D];燕山大学;2011年
7 缪竹骏;IN718系列高温合金凝固偏析及均匀化处理工艺研究[D];上海交通大学;2011年
8 刘和平;高强塑积热变形淬火碳分配钢的研究[D];上海交通大学;2011年
9 王伟;反应堆压力容器模拟钢中富Cu相的析出及晶体结构演化研究[D];上海大学;2011年
10 路妍;新型超高强度钢的合金优化及其组织性能研究[D];昆明理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张磊;钢材利用率提升优化与控制[D];合肥工业大学;2010年
2 崔岩;Nb-Ti复合超低碳烘烤硬化钢板成分的优化研究[D];昆明理工大学;2009年
3 林鹏;低碳贝氏体钢中组织与第二相析出物的研究[D];昆明理工大学;2010年
4 刘昕;热镀锌合金化钢板成形过程中镀层粉化机理研究[D];昆明理工大学;2010年
5 杨娜;440MPa级高强度深冲钢(IF)的研制[D];昆明理工大学;2009年
6 杨国良;GH4169G合金元素偏析与均匀化研究[D];沈阳大学;2011年
7 李扬;双相钢发动机下护板热冲压模具设计及模拟仿真[D];北京交通大学;2011年
8 邱晓锋;薄钢板的拉铸过程研究[D];北京交通大学;2011年
9 王安东;汽车车身用新型6000系铝合金板材性能研究[D];大连理工大学;2011年
10 陈磊;CSP和传统热连轧工艺生产的冷轧深冲板性能研究[D];武汉科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋浩,刘仁东;鞍钢A 220BH烘烤硬化冷轧钢板的开发[J];鞍钢技术;1999年08期
2 康永林;汽车板的研究开发现状及发展趋势[J];鞍钢技术;2003年06期
3 张志勤,何立波;阿塞勒公司汽车钢板主要品种综述及我国汽车板生产研发现状[J];鞍钢技术;2004年01期
4 姚贵升;采用烘烤硬化钢板(BH钢)改善汽车车身外表零件的抗凹陷性能[J];宝钢技术;2000年04期
5 杨平,张栋华,孙祖庆;Q235碳素钢超细铁素体在奥氏体内的形核[J];北京科技大学学报;2002年02期
6 ;Analysis on Microstructure and Misorientation of Ultrathin Hot Strip of Low Carbon Steel Produced by Compact Strip Production[J];Journal of Materials Science & Technology;2002年06期
7 杨 平,常守海,崔凤娥,孙祖庆;Q235碳素钢应变强化相变中铁素体的取向特征[J];材料研究学报;2002年03期
8 杨平,付云义,崔凤娥,孙祖庆;利用EBSD技术研究应变诱导相变过程[J];电子显微学报;2000年04期
9 张寿禄;电子背散射衍射技术及其应用[J];电子显微学报;2002年05期
10 朱静;取向成像电子显微术[J];电子显微学报;1997年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 陈家光;;晶体取向显微成像术在钢铁材料研究中应用[A];2001中国钢铁年会论文集(下卷)[C];2001年
2 宋洪伟;林栋梁;陈家光;王聪;;热轧及热轧后退火对定向凝固Fe-6.5%Si合金显微组织和软磁性能的影响[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(4)[C];2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘鑫刚;聂绍珉;任运来;;预变形高温扩散对合金元素分布和组织的影响[J];塑性工程学报;2007年06期
2 金兰;李维娟;张永衡;;预变形量对超低碳钢烘烤硬化性能的影响[J];机械工程材料;2012年12期
3 郭汝华;沈仕梅;万大全;毛向荣;吴谦;邵亦阵;彭文秀;付昱华;;薄壁机匣焊接预变形工艺的研究与应用[J];焊接;1986年06期
4 李慧中,张新明,陈明安,周卓平,龚敏如;预变形对2519铝合金组织与力学性能的影响[J];中国有色金属学报;2004年12期
5 李慧中;李洲;梁霄鹏;郭菲菲;孙风蔚;;预变形对Al-Cu-Mn-Mg-Ag合金的组织与力学性能的影响[J];航空材料学报;2009年02期
6 张新明;刘玲;贾寓真;;拉伸与轧制预变形对2519A铝合金组织与力学性能的影响[J];中国有色金属学报;2010年06期
7 张学义;邹广平;夏兴有;岳宝成;;低碳钢扭转预变形冲击性能与微观机理[J];哈尔滨工业大学学报;2011年S1期
8 江轲;张作全;;预变形技术在覆膜铁罐彩印中的应用[J];包装学报;2012年04期
9 ;预变形对锆合金拉伸性能的影响[J];钛工业进展;2014年02期
10 王芝秀;李海;魏修宇;郑子樵;;预变形对2E12铝合金拉伸性能和疲劳寿命的影响[J];稀有金属材料与工程;2010年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 胡琦;张青川;曹鹏涛;符师桦;;预变形对5052铝合金中Portevin-Le Chatelier效应的影响[A];第十二届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2009年
2 王珺;赵环迪;陈力奋;;预变形对非线性结构响应特征的影响[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年
3 徐自国;马宏睿;刘军进;肖从真;陈涛;;陕西法门寺合十舍利塔的施工过程模拟及施工预变形分析[A];第二届全国钢结构施工技术交流会论文集[C];2008年
4 杨胜;易丹青;邓斌;杨守杰;钟利;;预变形处理对2E12铝合金性能的影响[A];2007年全国博士生学术论坛(材料科学与工程学科)论文集[C];2007年
5 钱卫军;范晓伟;娄峰;刘长刚;;广州市新图书馆倾斜结构变形控制技术[A];建筑结构(2009·增刊)——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年
6 孙海涛;熊鹰;黄政;;复合材料螺旋桨预变形设计研究[A];2013年船舶水动力学学术会议论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王华;含Mn和P元素ULC-BH钢的显微分析和性能研究[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金晓龙;预变形和烘烤时间对低碳钢烘烤硬化性能影响的内耗研究[D];辽宁科技大学;2014年
2 刘洋;预变形和晶界对低碳钢烘烤硬化性能影响的机理研究[D];辽宁科技大学;2014年
3 夏兴有;A3钢扭转预变形性能研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
4 刘洪挺;Zn及预变形对挤压Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金组织及室温力学性能的影响[D];中南大学;2011年
5 周昌荣;含钪Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织与性能研究[D];中南大学;2004年
6 周文华;预变形铝合金板材高应变率塑性变形行为研究[D];南昌航空大学;2014年
7 王耀华;预变形对纳米级铌的碳氮化物析出行为的影响[D];武汉科技大学;2004年
8 金炼炼;预变形和结构参数对Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金Φ8mm管接头恢复性能的影响[D];南昌航空大学;2012年
9 余成;微量元素Ce、Zr和Zn以及预变形对Al-Li-Cu-Mg-Ag合金组织与性能的影响[D];中南大学;2013年
10 张胤彦;Cu、Nb及预变形对ULCB钢中ε-Cu析出的影响[D];武汉科技大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026