600MPa级热轧双相车轮钢控轧控冷工艺研究

论文摘要

新一代车体轻量化目标是将汽车的总体质量减轻20%-30%,以达到节约资源,降低成本,保护环境的目的。双相钢以其具有强度高、屈强比低、加工硬化率高、延伸好等优点,成为新型汽车冲压用钢的首选。国内外已有多家企业能够生产600MPa级双相钢,但其成分上都采用添加Cr、Mo、Nb等多种合金元素,来实现中温卷取生产。本文针对某厂热轧双相车轮钢DP600的开发要求,结合国内外的生产工艺对合金成分和热轧工艺进行了改进和探索,以期能生产满足性能的产品,同时又能降低生产成本。论文主要工作和结论如下：1)采用C-Si-Mn-Mo系合金设计方案,具体为0.08％-0.13％C.0.07％-0.09％Si.1.30％-1.80％Mn及0.06％-0.12％Mo.2)通过单道次压缩,测定不同变形温度不同变形速度下的应力-应变曲线,分析三种变形参数对于曲线的影响,正确选择数学模型对变形抗力回归。3)利用MMS-300热模拟实验机,对实验钢静态、动态连续冷却转变曲线进行测定,分析冷却速率对实验钢显微组织演变的影响,确定变形对相变机制的影响规律。通过分析得到了在两种状态下各组织相变温度点和冷却速率范围,为控冷工艺奠定理论基础。4)在实验室Φ450热轧实验机上进行热轧实验,采取两段式（低温卷取型和中温卷取型）和连续式两种冷却方式进行冷却,并对轧后的钢板进行力学性能检验和组织分析,讨论分析了各工艺参数对组织和力学性能的影响规律,综合考虑各因素分别给出两种冷却模式下的最佳工艺参数。5)对轧后实验钢进行冷弯、扩孔成形实验和冲击实验,分析影响实验钢成形性能和冲击韧性的因素。6)获得两种最佳的控轧控冷方式：两段式冷却（低温卷取型）及连续冷却。实验钢抗拉强度达到600MPa,延伸率达到25%以上,扩孔率达到75%,具有良好的冷成形性能及冲击韧性。为进一步的工业试制提供必要的理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 双相钢的发展概况
• 1.2.1 国外双相钢的研究与应用状况
• 1.2.2 国内双相钢的研究与应用状况
• 1.3 双相钢的组织与性能特点
• 1.3.1 双相钢的组织特点
• 1.3.2 双相钢的性能特点
• 1.4 双相钢的生产工艺
• 1.4.1 直接热轧双相钢的生产工艺
• 1.4.2 热处理双相钢的生产工艺
• 1.5 双相钢的强化机制
• 1.6 双相钢的发展趋势
• 1.7 研究背景及研究内容
• 1.7.1 本文研究背景
• 1.7.2 本文研究内容
• 第2章 实验钢变形抗力模型建立
• 2.1 实验钢的成分设计
• 2.1.1 双相钢合金成分设计的原则
• 2.1.2 实验钢成分确定
• 2.2 实验方法
• 2.3 实验结果与分析
• 2.3.1 变形温度对变形抗力的影响
• 2.3.2 变形速率对变形抗力的影响
• 2.3.3 变形程度对变形抗力的影响
• 2.3.4 回归模型的确立
• 2.3.5 回归值与实测值对比分析
• 2.4 小结
• 第3章 奥氏体连续冷却相变行为的研究
• 3.1 实验材料及方法
• 3.2 实验方案
• 3.3 实验结果与分析
• 3.3.1 CCT曲线
• 3.3.2 冷却速率对实验钢相变行为和显微组织的影响
• 3.3.3 变形对实验钢相变行为和显微组织的影响
• 3.3.4 变形和冷却速率对实验钢硬度、强度的影响
• 3.4 小结
• 第4章 控冷模式对DP600车轮钢组织性能影响
• 4.1 实验方法
• 4.1.1 两段冷却式热轧工艺路线
• 4.1.2 连续冷却式热轧工艺路线
• 4.2 两段式冷却实验结果与性能分析
• 4.2.1 实验钢显微组织与力学性能的关系
• 4.2.2 卷取温度对实验钢组织性能影响
• 4.2.3 二阶段冷却速率对实验钢组织与性能的影响
• 4.2.4 弛豫温度对实验钢组织与性能的影响
• 4.2.5 一阶段冷却速率对实验钢组织与性能的影响
• 4.2.6 弛豫时间对铁素体含量和形态的影响
• 4.2.7 终轧温度与铁素体体积分数和两相晶粒尺寸关系
• 4.3 连续冷却实验结果与性能分析
• 4.3.1 实验钢显微组织与力学性能关系
• 4.3.2 终轧温度对实验钢组织性能影响
• 4.3.3 冷却速率对实验钢组织性能影响
• 4.3.4 卷取温度对实验钢组织性能影响
• 4.4 小结
• 第5章 实验钢成形性能及冲击韧性研究
• 5.1 实验方法
• 5.2 冷弯成形性能实验结果与分析
• 5.3 扩孔成形性能实验结果与分析
• 5.3.1 扩孔率与实验钢显微组织的关系
• 5.3.2 扩孔裂纹的产生与扩展机理研究
• 5.4 冲击韧性实验结果与分析
• 5.4.1 温度对实验钢冲击功的影响
• 5.4.2 实验钢显微组织对实验钢冲击功的影响
• 5.4.3 夹杂物对冲击韧性影响
• 5.5 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢