先进高强度Q&P钢的生产工艺研究

刘冰+朱万军+曹艺

摘 要：淬火配分热处理工艺处理的钢具有高强度和优良的塑性，通过对缓冷段温度、快冷冷却速度、淬火温度、配分温度和时间的控制，引入铁素体组织，获得适量的马氏体和残余奥氏体，保证钢种的强度和塑性。在完全奥氏体化后采用两步淬火配分工艺，淬火温度300℃，配分温度360℃，配分时间120s，得到残余奥氏体量为5.6%，钢的抗拉强度为1090MPa，伸长率为17%。

关键词：缓冷温度；淬火配分；组织

中图分类号：TF762+.2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）03-0053-02

Abstract： The steel treated by quenching and partition heat treatment has high strength and excellent plasticity. Ferrite structure is introduced by controlling the temperature of slow cooling section， cooling rate of rapid cooling， quenching temperature， partition temperature and time. The proper amount of Martensite and retained Austenite is obtained to ensure the strength and plasticity of the steel. After complete Austenitization， a two-step quenching process was adopted. The quenching temperature was 300℃， the partition temperature was 360℃， and the partition time was 120s. The amount of retained Austenite was 5.6%. The tensile strength and elongation of the steel are 1090 MPa and 17% respectively.

Keywords： slow cooling temperature； quenching partition； structure

近几年，在现代工业技术逐渐进步的环境下，能源问题和环保问题已经成为两大焦点，对于汽车方面而言，高强度，高塑性的汽车板已经成为一种必然的趋势[1-3]。Q&P钢是在淬火-碳分配工艺的基础上进行热处理工艺的调控，采用两步热处理得到同时具有较大的抗拉强度和延伸率的新一代高强钢[4-7]。

1 试验材料及方法

化学成分是钢良好性能的前提[8]。Q&P钢中添加合适的C、Mn、Si元素可以提升钢板的强度。根据合金元素对材料性能的影响因素设计本试验用钢的成分，见表1。利用冶金实验室真空感应熔炼炉冶炼，利用二辊可逆轧机将30mm试验钢轧制成厚度为3mm热轧板坯，酸洗后冷轧厚度为1.2mm冷硬板。

使用软件JMatpro进行相变温度仿真分析，奥氏体转变温度为690℃～830℃，制定退火温度为850℃。

利用经验公式计算得出马氏体转变温度：Ms=375℃；Mf=160℃，制定淬火终点温度为300℃，配分温度为360℃[9-12]。热处理工艺如下图1。

2 Q&P钢组织与性能

利用金相显微镜和扫描电镜对试验钢金相组织观察，如图2、图3所示。试验钢组织由铁素体、马氏体和残余奥氏体组成，制定热处理工艺时，加入了缓冷段，引入了铁素体组织，保证了钢良好的塑性，在快速冷却段，以40℃/s的快速冷却速度冷却至300℃，得到适量的马氏体组织，提升钢的强度，在随后的配分过程中，保证残留奥氏体富碳过程的完成，为进一步确定试验钢中残余奥氏体的量，进行X-RD能谱分析，结果如图4，试验钢中残余奥氏体量为5.6%。

通过两步Q&P钢热处理工艺生产出的厚度为1.2mm产品，获得较高强塑积的钢材。在实际生产产品过程中，通过对缓冷段温度的控制，快冷冷却速度控制，淬火温度的控制，配分温度以及配分时间的控制，获得了理想的强度与塑性。将1.2mm试验钢加热至850℃，经过QP工艺处理时，获得了5.6%的残余奥氏体，抗拉强度达到1090MPa，伸长率达到17%，此时钢材抗拉强度与工业生产的1180Q&P钢相比虽有所下降，但延伸率获得大幅度提升，试验钢塑性更优。

参考文献：

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