热轧双相钢回火后的显微组织研究冯锋，唐多光，万晓景，施荣华，李严（上海工业大学）（上海第 三钢铁厂）摘要研究了热轧双相钢Ｆｅ—０．０７８Ｃ—１．４４Ｍｎ—１．１１Ｓｉ—０．３８ Ｃｒ经不同温度回火后的显微组织变化．透射电镜观察表明：热轧双相钢的组织中不可避免地混有 少量珠光体（＜５％），它们对钢的基本力学性能并没有多大影响．本钢种２００℃回火组织中， 马氏体基本不变化，为板条态，双相钢仍保持连续屈服行为；３００℃回火组织中，大量马氏体发 生分解，形成碳化物，与少量珠光体交界处的马氏体首先发生分解．该温度回火完全损失双相钢特 性．关键词热轧双相钢；回火；屈服行为中国图书资料分类号ＴＧＩ５１．２０引言双相钢因具有 强度高、延展性好、屈强比低、加工硬化指数ｎ值高等优良性能，非常适于作高强度成形薄板钢， 所以不论热轧和冷轧双相钢都可进行实用性试验‘’‘。在热轧双相钢实际生产时，终冷温度过高 ，将导致双相钢回火，失去双相钢特性仅，终冷温度过低，又影响双相钢的塑性ｐ’。因此，实际 生产中存在着最佳终冷温度。为了找出这些宏观性能变化与其显微组织结构之间的对应关系，本文 研究了热轧双相钢经不同温度回火后的显微组织和结构变化，并以此为依据对终冷温度进行调控， 成功地生产出性能优异的热轧双相钢板。１试验材料及方法本研究所用双相钢成分为：Ｆｏ—０． ０７８Ｃ—１．４４Ｍｎ—１．ｌｉｓｔ—０．３８Ｃｒ，轧制工艺：钢锭加热温度为１０５０ｔ ，开轧温度为１０００’Ｃ，轧制９道成６ｍｍ钢板，每道次压下率为３０％，终轧温度为８００ ℃，空冷２０—４０秒后经６２０℃喷水冷却到室温。在垂直于轧制方向上截取标准拉伸试样，分 别经１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃回火处理（到温即取出）。拉伸试验后在试样未变 形处截取透射电镜样品，以鉴别和研究钢中的微观组织和结构变化。联系人：冯锋，助教．上海工 业大学冶金及材料研究所，２０００７２．２试验结果２．１不同国火温度对双相钢宏观力学性能 Ｕ图１是双相钢回火温度变化对拉伸曲线影响的示意图。２００℃回火后，双相钢仍表现为连续屈 服行为（曲线１）；２５０℃回火后，开始出现屈服平台（曲线２），但没有上下屈服点；而３０ ０℃回火后，屈服平台与低碳退火钢相同，有明显的上、下屈服点（曲线３）。屈服形式的不同与 可动位错有关：可动位错数量多，则屈服平台比较光滑。２．２不同回火温度对双相钢显微组织的 影响２．ＺＩ２００℃以下回火后双相钢的显微组织变化透射电镜观察证明，只有极少数马氏体发 生回火分解现象，绝大多数的马氏体未发生变化，仍保持板条状态，两相位错密度仍很高（图２） 。因此，双相钢仍保持连续屈Ｂ既出。ｌ：６Ｘｉ℃开始林水，ａ川℃回人ｌｆｆｅ℃开始淋水， ２５０℃回火３：６２０℃开始林水，３００℃回火四ｉｇ相用回火温度不同引起拉神曲线变化的 示意图Ｆｉｇ．ＩＳｃｌｒｌｌｕｔｉｃｍｐｌｅｓｅｒｌｔａｔｉｏｎｔｈｅｅｑｄ’’Ｍｘｏ ｆｔｗｎｇｏｎｔｈｅｔｅｌｌｓｌｌｅｐｆｏｐｅｔｔｉｅｓｏｆｈｏｔｒｏｌｂｏｄｉａｌｐ ｌｌ＆．ｓｔａｌ图２Ｚｔｏ℃回火后双相则中马氏体和扶天体组织的透射电镜照片Ｆｉｇ．２Ｔ ＥＭｐｈｏｔｏｇｌ’ｄｐｈｓｏｆｌｔｕｒｔｅｍｉｔｅａｎｄｈ巾ｉｅｏｆｔｈｅｄｗｐｌｌ ＆．ｓｔａｌａｆｆｏｒｉｍｐａｔａ川℃２．２．２２５０℃回火后双相钢的显微组织变化本工 作及文献’“’证实：在大生产条件下，由于整个钢板上（表面及内部）不易都保证足够的冷却速 度，因此双相组织中除Ｍ和Ｆ外，难免夹杂有少量Ｐ，但当＊％＜５％时，它们对钢的基本力学性 能没有多大影响。在２５０ｏＣ回火的组织中，Ｍ的变化同２００℃回火相似，只有少量Ｍ发生回 火分解，回人首先出现在原双相钢中Ｍｙ少量）边界处，部分Ｍｙ少量）边界已开始变得模糊不清 （见图３）。２．２．３３００℃回火后双相钢的显微组织变化透射电镜观察证实：几乎所有马氏 体都发生分解，表现在马氏体内部的位错密度降低并析出碳化物（图４）。铁素体中的位错密度也 很低，这是由于在较高温度下，易于发生碳、氮原子在位错处偏聚并钉扎住位错，也易于发生位错 本身的攀移，从而使可动位错密度降低，导致拉伸曲线上出现了屈服平台特征门。通过大量观察发 现：３００℃回火后，Ｍ数量减少，Ｐ数量增多，而且Ｍ尸（少量）的界面变得模糊不清（图５— ａ），但Ｍ／Ｆ的边界仍然很清晰（图５—ｂ）。Ｍ的分解大都发生在与Ｐ（少量）的交界处，这 种现象与两种界面的性质有关。图３Ｚｔｏ℃回火后双相用显论组织的透射电伉照片田分Ｍ尸（少 量）边界已开始模们）Ｆｉｇ．３ＴＩＭＰｈｏｔｏｇｌａＩ３ｂｓＯｆｔｈｅｄｉａｌ一Ｐｈａ ｓｅＳｔｈｅｌａｌｌｅｒｔｅｍＰｅｒｉｎｇａｔ２５０ｔ图４五月℃回火后双相用中马氏体发 生分解Ｆｉｇ．４ｏｍｅｎｔｌｔｅｐｒｏｃｌｐｌｔａｔｌｏｎｏｃｃｕｒｓｏｎＴｌｕｒｔｅ ｎｓｌｔｅｏｆ＊ｔｈｅｎｓｌｔｅｄＭ一ｐｈａｓｅＳｔｅｅｌａｆｔｅｒｍｐｎｇａｔＡｎ℃ ２．３实际大生产试验将以上实验结果应用于实际生产试验，在６２０ｔ开始喷水，冷却至２００ ℃，得到了塑性很高、屈强比很低的热轧双相钢板（见表１）。其延伸率６；比喷Ｖ冷到室温提高 ２—３％，且其抗拉强度不变。该双相钢的金相组织见图６。ｓｌ＃冷温度对热轧双相钢性能的影 响ＴａｂｌｅｌＥｆｆｅｄｏｆｆｉｎａｌｑｕｅｎｃｌｌｌｌｌｇｔｅｍｐｅｒａｔＵｒｅｏｎ ｔｈｅｔｅｔａｌｅＰｒｏＰｅｂｅｏｆｂｏｔｒｏｌｌｅｄｄｕａｌｐｈａｓｅｓｔ：ｅｃｌ（ ａ）Ｍ中（少量）边界处的Ｍ（）Ｍｙ边界处的Ｍ（ａ）ＩＩｖｌｌ’－ｅ。ｌｉｅｏｎｔＭ。ｒ ｔｅｎｓｉｔｅ／ｐ扫ｆｌｉｔｅｉｎｔｅｒ佰ｃｅｔｈ）１ｌｌａｌ－－－－－－－－－ｔｅｏ ｎ山ｅＩＴｕｒｌｅｒｌｓｉｔｅ／ｆｅｌｒｉｔｅＭ日佝比图５３００℃回火后Ｍｐ少量）和Ｍ Ｎ边界处Ｍ的形貌Ｆｉｇ．５ＴＩＭｐｈｏｔｏｇｆｆｉｐｈｓｓｈｏｗｉｗｇｔｈｅｉｌｌ８１ ’－ｘ－’ｘｉｔ６Ｉｌｙ３ｒｐｈｏ１ＯｇｙＯＯｔｌｕｌ－－ｘ－－ｘ－ｔｅ／ｐｏｒｉｉｔ ｅｉｎｔｅｒｆａＣｅａｎｄｍａｒｔｅｒＬｓｉｔｅ收他ｉｅｌｕｔｅ加ｏｏｎｄｕａｌ一ｐｈ ａｓｅｓｔｅｅｌａｌｌｅｒｔｗｎｇａｔａｎｔ３结果分析与讨论热轧双相钢在一定温度（２５ ０℃一３００℃）短时间回火，不仅Ｆ中可动位错密度降低，而且发生Ｍ的分解。在２５０—３０ ０℃短时间回火，在铁素体中造成两个效应：（ｌ）位错通过滑移或攀移运动消失在晶界等缺陷处 以及可动位错被碳、氢原子钉扎，造成可动位错数量的减少；（２）因内应力消失而使优先屈服区 （Ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｙｉｅｌｄｉｎｇｉｏｎ。）ｅ失。这两者都使得只有外力加到 一定程度后，可动位错才同时启动，而一旦开动后应力即下降，这就是在３００℃回火时拉伸曲线 有明显上、下屈服点的原因。２５０℃回火后虽然出现屈服但没有上、下屈服点是由于日６热轧双 相用的金相组织（ｏｐＸ）ＭｖＯ／ｏ－１３ｏ／ｏ，ＰＯ／ｏ＜Ｓｏ／ｏＦｉｇ．６ｑｐｔｉｃ ａｌｎｕｅｒｅｐｍｐｈｅｏｆｈｏｔｒｏｌｌｅｄｄｕａｌｐｌｌａｓｅＳｔａｌ组织中仍有一 定数量可动位错的缘故。从显微组织观察可以看出，２５０℃左右是该钢种中马氏体发生回火分解 的临界温度，由于双相钢组织中常带有少量珠光体（一般比例小于５％），故在马氏体／珠光体（ 少量）边界处的马氏体较马氏体／铁素体边界处的马氏体易发生分解。马氏体发生分解现象是由于 淬火马氏作处于合碳过饱和状态，不稳定，而该分解应首先在晶界等缺陷处形核，形成碳化物，由 于马／体／珠光体（少量）交界处存在珠光体中的碳化物相，这正是马氏体分解成碳化物的择优形 核地点，因为马氏体分解的新相与母相碳化物具有相同的成分和结构。因此，马氏体／珠光体界面 首先变得模糊，在马氏体／铁素体的界面处，由于靠近晶界的过饱和空位可以扩散到晶界上消失， 即不能作为马氏体分解为碳化物的非均匀形核位置而促进形核ＩＮ，因此，这一地带的界面仍保持 完整，在马氏体／铁素体的晶界邻近存在马氏体的“无分解区”。４结论（ｌ－）热轧双相钢在２ Ｄ０ｏＣ．回火的组织中，马氏体基本不变化，为板条态，双相钢仍保持连续屈服行为。（２）热 轧双相钢在３００ｏＣ回火的组织中，大量马氏体发生分解，形成碳化物，在原马氏体／珠光体（ 数量在５％以下）边界上，马氏体分解为珠光体，而不出现其它过渡相。完全损失双相钢特性。（ ３）热轧双相钢Ｆｅ—０．０７８Ｃ—１．４４Ｍｎ—１．ｌｉｓｔ—０．３８Ｃｒ的最佳喷水终 冷温度为２｛Ｋ）℃，随后再空冷至室温。在其强度不变的情况下，其塑性ｂ。比直接冷到室温提 高２—３％。参考文献｜｜１刘晰棕，刘广征．钢铁．１９９０，２５（９）：３５～３９２Ｃｈ ａｎｇ．ｐｅｎｇ－ｈｅｎｇＭｅｔａｌｌ．Ｔｒａｎｓ．Ａ，１９８４．１５Ａ：７３￣８６３ 杨德庄．钢铁，１９８８，２３（３）：４７～５２４ＹｅｎｇＳａｍＢｙｕｎ，ＩｎＳｕｐＫｉ ｍ，ＳａｎｇＪｏｏＫｉｍ．Ｔｒａｎｓ．ＩｒｏｎＳｔｅｅｌＩｎｓｔ．Ｊｐｎ，１９８４，２ ５（４）：３７２￣３７８５ＤａｖｉｄＫ．Ｍａｔｌｏｃｋ，ＧｅｏｒｇｅＫｒａｕｓｓ，ｅｔ ａｌ．ＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＤｕａｌ一ｐｈａｓｅＳｔｅｅｌｓ ．ＡＩＭＥ，ＮｅｗＹｏｒｋ，１９７９，６２６胡赓样，钱苗根．金属学，上海：上海科学技术 出版社，１９８０，３５３—３５６ＴｈｅＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＨｏｔ－Ｒｏｌｌ ｅｄＤｕａｌ－ＰｈａｓｅＳｔｅｅｌａｆｔｅｒＴｅｍｐｅｒｉｎｇ￥ＦｅｎｇＦｅｎｇ；ＴａｎｇＤｕｏｇｕａｎｇ；ＷａｎＸｉａｏｊｉｎｇ；ＳｈｉＲｏｎｇｈｕａ；ＬｉＹａｎ（ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（ＳｈａｎｇｈａｉＮｏ．３ＳｔａｌＷｏｒｋｓ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｖａｒｉｏｕｓｔｅｍｐｅｒｉｎ
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