板坯加热温度对高强度汽车大梁钢性能的影响
温度变化对钢梁受力性能的影响
涌现。这些大型的钢结构 屋盖平 面尺寸大 、 结构形 式复 杂 ， 它们
所受到的温度作用不 容忽视 。杆件 中的温度应 力在某 些情况 下
占到材料强度的相当比重 ， 温度作用参 与的工况组合有时候会成
为控制组合 ， 温度作用在结构 中产 生的节点位移非常可观 。现 阶
段 国内很多大规模 的钢结构工程 ， 例如 国家 体育场… 、 北京 Ａ ８ ３０ 机库 【３以及广州新火车站 等 ， 单独进行 了温度作用 对结构 ２ ｌ 都
第３ ７卷 第 ｌ ７期
・
４ ・ ６
２０１ １年 ６ 月
Ｓ ＮＸＩ ＡＲ ＨＩ Ｅ Ｔ Ｅ ＨＡ Ｃ Ｔ Ｃ ＵＲ
山 西 建 筑
Ｖ０１３ ．１ ． ７ Ｎｏ ７
Ｊｎ ｕ ． ２ １ ０１
文章编号 ：０ ９６ ２ （０ １ １ －０ ６０ １０ －８ ５ ２ １ ）７ ０ ４ —４
拱稳定性影响不大。 Ｂａｆｒｌ． ｒｄｏｄｌ ”利用 能量原理对梁柱等构件在温度荷载作用下 Ｄ
的弹 性 性 能 以 及对 圆弧 拱 的 屈 曲性 能进 行 了研 究 。
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＝ ÷（ ， ＝一（ Ｐ） Ｍ＋ ）一 ｙ ６ ＋ｒ
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假设钢柱在温度作用下 ， 虚应变为 ， 虚位 移为 ， 根据虚功
（） ３
其 中力学应 变又 可 以分 为轴 向应 变 和 弯 曲应变 ｓ ， 分 蒋首超和李国强 根据结构力学原理和方法 ， 将钢框架 中的 别为 ： 杆件简化成带弹性杆端约束 的单个构 件 ， 出了一种计算局 部火 提
灾下钢框架温度 内力的实用计算方法． ｏ 苏健 等用有限元软件 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 分析 了温度变化对杆 和拱屈
温 度 变 化 对 钢 梁 受 力 性 能 的 影 响
高温对高强钢材力学性能的影响研究
高温对高强钢材力学性能的影响研究随着工业生产的不断发展，对高强度材料的需求也与日俱增。
高强钢材以其优良的力学性能，在各个行业中得到广泛应用。
然而，在高温环境下，高强钢材的力学性能可能会发生变化。
因此，研究高温对高强钢材力学性能的影响至关重要。
首先，高温对高强钢材的强度和硬度有明显的影响。
高强钢材通常具有较高的强度和硬度，能够承受更大的负荷。
然而，在高温下，高强钢材的强度和硬度会降低。
这是因为高温会造成钢材中的晶格变化，导致晶粒的长大和晶界的条件恶化。
晶粒长大会导致晶间距增大，晶界条件恶化则会引起晶互相滑移受阻。
这些因素共同作用，使得高温下高强钢材的强度和硬度降低。
其次，高温对高强钢材的韧性也有一定的影响。
韧性是材料在受力下发生塑性变形之前能够吸收的能量，是衡量材料抗断裂能力的指标。
通常情况下，高强钢材具有较高的韧性，能够在受到外界冲击时保持结构的完整性。
然而，在高温下，由于晶粒的长大和晶界条件的恶化，高强钢材的韧性会降低。
这是因为晶粒长大和晶界条件恶化会导致材料的塑性变形能力降低，从而使得高温下高强钢材更容易发生脆断。
另外，高温还会对高强钢材的疲劳性能产生影响。
疲劳是指材料在交变载荷作用下出现断裂的现象，是材料力学性能中的重要指标之一。
高强钢材通常具有较高的疲劳强度和寿命。
然而，在高温下，高强钢材的疲劳性能会下降。
这是因为高温会使材料中的缺陷（如夹杂物和气孔）扩散和扩展，从而进一步弱化材料的力学性能。
此外，高温下材料的塑性变形被加剧，进一步加速了材料的疲劳断裂。
综上所述，高温对高强钢材的力学性能有明显的影响。
高温条件下，高强钢材的强度和硬度降低，韧性减弱，疲劳性能下降。
这些影响将对高强钢材在高温环境下的实际工程应用产生重要的影响。
为了更好地应对这些问题，可以采取一些措施，如合理设计材料的成分、优化材料的热处理工艺和采用先进的涂层技术等，以提高高温下高强钢材的力学性能。
总之，高温对高强钢材力学性能的影响是一个复杂而重要的研究课题。
高温条件对钢材性能的影响
在室温条件下，钢材的金相组织一般都相当稳定。
但是，在高温条件下，金属原子的扩散活动能力增大，钢材的组织结构将不断发生变化。
因而导致钢材的性能发生变化。
温度愈高，原子的扩散能力愈强，在高温下使用的时间愈长，原子扩散得愈多，钢材的组织结构变化也就愈大。
长期在高温条件下工作的钢材，产生危害性的组织变化主要有：珠光体球化、石墨化及固溶体中合金元素的贫化。
常用的各种碳钢及低合金钢大都是珠光体钢。
这种钢的正常组织由珠光体与铁素体组成。
其中，珠光体又是由铁素体和渗碳体呈薄片状相互间夹而成，即片状珠光体。
片状珠光体是一种不稳定的组织，当温度较高时，原子的活动能力增强，扩散速度增加，珠光体中的片状渗碳体逐渐转变成球状，再逐渐聚集成大球团，这种现象称为珠光体球化。
珠光体球化会降低材料的室温强度，在中度球化的情况下，将使低碳钢和低碳钼钢的强度降低10-15，当严重球化时，强度降低约20-30。
另外，珠光体球化还会使材料的蠕变极限和持久强度明显降低，加速高温承压部件在使用过程中的蠕变速度，减少工作寿命，导致钢材在高温和应力作用下的加速破坏。
石墨化主要发生在低碳钢和含钼量0.5的低碳合金钢上。
在高温和应力的长期作用下，这种钢的组织中的渗碳体，自行分解为铁和石墨，这个过程称为石墨化。
开始时，石墨以微细的点状出现在金属内部，以后，逐渐聚集为愈来愈粗的颗粒。
石墨的强度极低，石墨化使金属材料的常温及高温强度下降，冲击韧性下降更大。
如果石墨成链状出现，则非常危险。
长期在高温和应力条件下工作的钢材，由于高温使合金元素原子的扩散能力增加，会导致合金元素在固溶体和碳化物相之间发生转移过程。
那些对固溶体起强化作用的合金元素，如铬、钼、锰等，会不断地脱溶，而碳化物相中的合金元素会逐渐增多，即合金元素由固溶体向碳化物转移，出现固溶体中合金元素的贫化现象。
合金元素转移的结果，使材料的高温强度（蠕变极限和持久强度）下降。
锅炉技术问答分上中下三贴.如下:锅炉技术问答（上）第二章流体力学基础知识1、什么是流体？什么是可压缩流体与不可压缩流体？一切物质都是由分子组成的。
高温处理对钢材强度的影响分析
高温处理对钢材强度的影响分析钢材是一种广泛应用于工业领域的重要材料，其力学性能对于工程结构的安全和稳定性至关重要。
而高温处理被广泛使用来改善钢材的力学性能，其中包括提高钢材的强度。
本文将就高温处理对钢材强度的影响进行分析。
高温处理是指通过加热钢材到一定温度，然后保温或冷却的工艺，以改善钢材的金相组织和力学性能。
首先，让我们了解一下高温处理的常见工艺方法。
一种常见的高温处理方法是正火，也被称为固溶态退火。
在正火处理中，钢材被加热到临界温度以上，使其进入固溶态，然后以适当的速率冷却到室温。
通过这样的处理过程，钢材的晶界处的化合物和杂质得到溶解，从而改善了材料的晶格结构和组织均匀性，进而提高了钢材的强度。
另一种常见的高温处理方法是淬火。
在淬火处理中，钢材被加热到临界温度以上，然后迅速冷却到室温。
这种急速冷却的过程可以产生马氏体组织，该组织具有优异的强度和硬度。
通过淬火处理，钢材的晶粒也得到了细化，从而进一步提高了其强度。
高温处理对钢材强度的影响主要通过以下几个方面：首先，高温处理可以促使钢材的相变和晶粒细化。
在正火处理中，随着钢材的加热温度升高，固溶度也随之增加，有助于溶解晶界的杂质和化合物。
这样可以改善钢材的金相组织，使晶粒更加细小，减少了晶界上的缺陷，从而提高了钢材的强度。
同样，在淬火处理中，急速冷却导致固溶态的保留，形成马氏体组织，增加了钢材的强度。
其次，高温处理可以改善钢材的晶格结构和力学性能。
正火处理通过溶解晶界的杂质和化合物，使晶格结构得到了改善。
这样不仅有利于钢材的强度提高，还能改善其韧性。
淬火处理则通过形成马氏体组织，增加了钢材的硬度和耐磨性。
这对于一些需要高强度和良好耐磨性能的工程结构来说非常重要。
另外，高温处理还能改善钢材的耐腐蚀性能。
很多钢材在高温和高湿环境中容易产生腐蚀，而高温处理可以通过改善钢材的晶格结构，降低了钢材的晶界能量，减少了晶界上的氧化物和化合物的形成，从而提高了钢材的抗氧化和抗腐蚀性能。
高强度汽车大梁钢800L组织和性能研究
热处理温度对超高强度钢组织性能的影响
热处理温度对超高强度钢组织性能的影响马红梅;王守忠【摘要】In order to improve ultrahigh strength steel plastic toughness ,the experiment analyzed the austenitizing temperature 840 ℃ ,880℃ and 880 ℃ respectively and isothermal temperature 275 ℃ ,325 ℃ and 325 ℃ respectively affect the performance of carbon in the ultra -high strength steel group .The results showed that with the increase of austenitizing temperature ,the bainite/martensite phase organization tends tobulky ,rise ,strength of steel and plastic toughness drops ;With the increase of isothermal temperature ,the tensile strength of steel is gently downward trend ,while steel plastic toughness in 275 -325 ℃ isothermal temperature range is on the rise ,in 325 -375 ℃ isothermal temperature range is on the decline .In test of isothermal treatment temperature range ,the austenitizing temperature is 880 ℃ for 30 min insu-lation + 325 ℃ isothermal temperature x 2 min insulation oil cold strong toughness canbe obtained with good bainite/martensite phase organi-zation ,the residual austenite steel the carbon content of 7 6.% or more ,the tensile strength of steel Rm 2065 mpa ,or reduction of area bits of 25 5.% or higher.%为了改善超高强度钢的塑韧性，实验分析了奥氏体化温度分别为840℃、880℃、920℃与等温温度分别为275℃、325℃、375℃对中碳超高强度钢组织性能的影响．结果表明，随着奥氏体化加热温度的升高，贝氏体/马氏体复相组织趋向粗大，钢的强度上升，而塑韧性下降；随着等温温度的升高，钢的抗拉强度呈平缓下降趋势，而钢的塑韧性在275～325℃等温温度范围内呈上升趋势，在325～375℃等温温度范围内呈下降趋势．在试验等温处理温度范围内，奥氏体化温度880℃×30min保温＋等温温度325℃×2min保温油冷，可获得强韧性配合良好的贝氏体/马氏体复相组织，钢的残余奥氏体的含碳量≥76．％，钢的抗拉强度Rm≥2065M Pa ，断面收缩率ψ≥255．％．【期刊名称】《商丘职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P52-54)【关键词】中碳超高强度钢;温度;组织;性能【作者】马红梅;王守忠【作者单位】商丘职业技术学院机电工程系，河南商丘476000;商丘职业技术学院生物工程系，河南商丘476000【正文语种】中文【中图分类】TG1132超高强度钢是在碳素钢的基础上，通过适当加入一种或几种合金元素而得到的一种合金钢. 超高强度钢一般采用淬火加中温回火工艺，得到回火马氏体组织, 使其具有超高的强度[1]26-79. 然而在对其进行强化处理的过程中, 当使钢的强度提高时, 其塑韧性却明显下降, 难以满足现代工业发展的要求，制约了该类钢的进一步发展[2]99-102. 近年来,通过等温热处理工艺获得的贝氏体/马氏体复相组织，具有优良的强韧性配合，受到了人们的高度关注,并呈现出良好的应用发展前景[3]121-123. 但当等温热处理工艺参数选择不当时，对钢的组织性能影响较大[4]10-13. 为充分发挥或挖潜现有材料的内在潜力，在实验材料和热处理时间相同的实验条件下, 以中碳超高强度钢为研究对象，针对不同奥氏体化加热温度与不同等温热处理温度对其组织性能的影响进行了实验研究，以期为进一步改善该类钢的塑韧性提供参考依据.1 实验材料与方法1.1 实验材料试验用材料在ZG-3 型真空感应炉中冶炼, 锻造成Φ25mm的棒材, 经850℃×60min保温炉冷退火后备用，其化学成分如表1所示：表1 实验钢的化学成分(质量分数%)CSiMnCrVPS0.452.000.751.000.120.0080.0061.2 实验与方法将经850℃×60min保温炉冷退火后的Φ25mm棒材机械加工成三个Φ10mm×50mm的标准拉伸试样，再将试样加热至840 ℃、880 ℃、920 ℃保温30min奥氏体化，分别在275 ℃、325 ℃、375 ℃盐浴槽中等温2 min 油冷后，在WE-600型液压式万能材料试验机上进行拉伸性能试验；将拉伸试验拉断后的试样研磨抛光后制成金相试样，用2%硝酸酒精溶液侵蚀后, 用ZMM-500Z 型光学显微镜观察其金相显微组织；采用APD210型X射线衍射仪测定试样中残余奥氏体含量；实验结果均取3次测试结果的平均值.2 实验结果及分析2.1 奥氏体化温度对实验钢金相组织的影响如图1 所示，试验钢经840 ℃、880 ℃、920 ℃奥氏体化保温30 min后,再在325 ℃熔盐中等温2 min油冷后，得到的金相组织均为贝氏体+马氏体+少量残余奥氏体复相组织.图1 奥氏体化温度对实验钢金相组织的影响由图1可知，随着奥氏体化温度的升高，贝氏体+马氏体+少量残余奥氏体复相组织趋向粗大. 这是由于材料成分中加入了多种提高钢的淬透性和淬硬性的C、Si、Mn、Cr等合金元素，奥氏体化热处理温度改变了合金元素在钢中的存在状态与溶解度，进而合金元素在钢中的存在状态与溶解度又反过来影响到钢的组织转变. 如图1(a)所示，840 ℃奥氏体化温度下，碳及合金元素分布不均匀，只有少量碳化物溶解于奥氏体中. 贝氏体通常优先在过冷奥氏体晶界形核生长[5]16-21，先析出的下贝氏体比较短粗. 另外，组织中还将保留有一定量的未溶碳化物和一部分铁素体存在，未溶碳化物将对基体产生分割作用，铁素体在随后的冷却过程中会延迟马氏体的转变，只有少量的奥氏体诱发生成马氏体，而过多的奥氏体便会残留下来形成残余奥氏体，故钢的塑韧性较好，强度较低.如图1(b)所示，当奥氏体化温度升高至880℃时，短粗状的下贝氏体已转变为细长的针状，分割过冷奥氏体晶粒的作用增强，使随后形成的马氏体板条细化,尺寸减小,分布在铁素体内的残余奥氏体也将贝氏体条进一步分割细化[6]31-36，奥氏体化连续油冷后得到的贝氏体/马氏体复相组织较为细小均匀，则界面增多,裂纹扩展路径减小, 当裂纹扩展遇到贝氏体/马氏体复相组织时,裂纹在边界形核并穿过晶体扩展，裂纹转折多,扩展的阻力增大，消耗能量增多，使得钢的强韧匹配性大为改善.如图1(c)所示，当奥氏体化温度进一步升高至920℃时，碳化物溶解度将迅速增大，基本上丧失了对奥氏体晶粒长大的阻碍作用. 奥氏体晶粒变得粗大，基体中针叶状组织明显增多，残余奥氏体含量逐渐减少，致使奥氏体化连续油冷后转变的贝氏体/马氏体也逐渐变得更为粗大，使得钢的强度上升，而塑韧性下降.图2 等温温度对钢的力学性能影响2.2 等温温度对钢的力学性能影响如图2所示是试验钢经880 ℃奥氏体化保温30 min后, 分别在275℃、325 ℃和375 ℃等温2 min 油冷后的力学性能随等温温度升高的变化情况. 由此可知，随着等温温度的升高, 钢的抗拉强度总体呈平缓下降趋势, 而断面收缩率在275～325 ℃等温温度范围内呈上升趋势, 在325～375 ℃等温温度范围内却明显下降.因为当等温温度较低时，钢的冷却速度大，贝氏体转变速度加快，导致富碳的残余奥氏体含量增加，残余奥氏体在应力作用下宜诱发转变为马氏体，有助于基体强化，而塑韧性较差；随着等温淬火温度的升高，残余奥氏体含量逐渐增加，导致断面收缩率呈上升. 但当等温淬火温度超过325 ℃后，由于碳的扩散速度明显加快，残余奥氏体中的含碳量下降，贝氏体铁素体板条尺寸增大，残余奥氏体薄膜增厚，热稳定性与机械稳定性变差，在很小的应力作用下易诱发形成大量的马氏体[7]41-50，残余应力增大，钢的硬脆性大，钢的强度稍有下降，而断面收缩率却开始大幅度的下降，这表明钢的断面收缩率与残余奥氏体的含量密切相关.由图1、图2可见，中碳超高强度钢经奥氏体化温度880 ℃×30 min 保温+等温温度325℃×2 min保温油冷后, 可获得强韧性配合良好的贝氏体+马氏体+少量残余奥氏体复相组织, 经测试，钢中残余奥氏体的含碳量≥7.6%,钢的抗拉强度Rm≥2065 MPa, 断面收缩率Ψ ≥25.5%.3 结论(1)奥氏体化温度对超高强钢的组织性能影响显著. 30 min奥氏体化保温时间和325 ℃等温温度2 min保温油冷情况下，随着奥氏体化温度在880～920℃范围内的逐渐升高，奥氏体晶粒逐渐长大，试验钢的显微组织由粗短状逐渐向细长的针状、粗大的针叶状贝氏体/马氏体复相组织转变，钢的强度上升，塑韧性下降. (2)等温温度和残余奥氏体含量对钢的强度影响不大,而对钢的塑韧性影响较为显著. 880 ℃奥氏体化加热温度+保温30 min情况下，随着等温温度的升高,在275～325 ℃等温温度范围内, 残余奥氏体含量逐渐增加，钢的断面收缩率呈上升趋势,在325～375 ℃等温温度范围内，残余奥氏体含量明显下降，钢的断面收缩率开始大幅度的下降，而钢的强度总体呈平缓下降趋势，钢的断面收缩率与残余奥氏体的含量密切相关.(3)等温热处理工艺为：奥氏体化温度880 ℃×30 min 保温+等温温度325 ℃×2 min保温油冷时, 试验钢可获得强韧性配合良好的贝氏体+马氏体+少量残余奥氏体复相组织,其综合力学性能较佳.【相关文献】[1] 彭雯雯，曾卫东，康超，等.热处理工艺对300M超高强度钢组织和性能的影响[J].材料热处理学报， 2012, 33(3).[2] 冷光荣，武会宾，陈蔚琼，等.热处理工艺对含铜超高强度船板钢组织和性能的影响[J].金属热处理,2010，35(01).[3] 董辰，陈雨来，江海涛,等.超高强QP钢淬火温度组织和性能的影响[J].热加工工艺，2009,38(12).[4] 张宇光,陈银莉,武会宾,等. 等温淬火温度对C-Si-Mn系TRIP钢组织和力学性能的影响[J]. 钢铁, 2008, 20(5).[5] 古原忠. 钢中马氏体和贝氏体基体组织的特征[J].热处理,2009,24(02).[6] 方鸿生, 刘东雨, 常开地,等.1500 MPa 级经济型贝氏体/ 马氏体复相钢的组织与性能[J].钢铁研究学报 ,2001,13(03).[7] 居殿春,竺培显,颜慧成,等.残余奥氏体对TRIP钢机械性能的影响[J].冶金丛刊,2008 (02).。
热处理工艺参数对超高强度钢性能的影响
2 工艺参数对材料性能的影响
图 1 BR1500HS 淬火前后组织及其应力-应变曲线
Fig.1 Structure and stress-strain curve of BR1500HS before and after quenching
2.1 加热温度对材料微观组织的影响
由图 2 可知，加热温度直接决定了奥氏体化的程 度。为了研究奥氏体化程度对材料力学性能的影响， 将 BR1500HS 钢加热到不同温度并保温 120 s 后进行 淬火，其加热温度从 750 ℃到 1000 ℃间隔 50 ℃进行 取值。
第 13 卷 第 4 期
黄超群等：热处理工艺参数对超高强度钢性能的影响
129
图 2 不同加热温度淬火金相组织 Fig.2 Metallographic at different heating temperatures
如图 2 所示，不同加热温度淬火后的金相组织不 同，当加热温度为 750 ℃时，淬火后未得到马氏体组 织，这说明该超高强钢加热到 750 ℃保温时未发生奥 氏体化；当加热温度为 800 ℃时，得到了马氏体和网 状铁素体，此时高强钢发生了奥氏体化转变；当加热 温度为 850 ℃时，得到了片状以及板条状马氏体；当 温度高于 950 ℃时，得到粗大的板条状马氏体。这说 明，加热温度越高得到的板条状马氏体越多；加热温 度低于 750 ℃时，不能得到马氏体。大致可以确定， 奥氏体化转变温度为 750~800 ℃。
第 13 卷 第 4 期 2021 年 7 月
精密成形工程
JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 127
热处理工艺参数对超高强度钢性能的影响
黄超群 1，肖贵乾 2
（1. 重庆工商职业学院 智能制造与汽车学院，重庆 401520； 2. 重庆大学 材料科学与工程学院，重庆 400044）
热处理对高强大梁钢冲击吸收功的影响及原因分析
蔡 宁 王文昌 崔 桂彬 其其格 鹿宪宝 王泽阳
（首钢 集 团有 限公 司技 术研 究 院）
摘 要 采用扫描电镜 、透射 电镜和 ＥＢＳＤ等方法研究 了不 同热处理工 艺对 ７００ Ｌ钢 冲击性能 的影 响。结 果表 明 ，热处 理工 艺对 大梁钢的冲击性能影响 明显 。在低 于 ４００℃ 退 火时 ，冲击性 能较原板有所 提高 ，在 高于 ５５０ ｃｃ退 火时 ，钢板组 织发生变化 ，晶界析 出大量渗碳体 ，冲击性 能明显 恶化。原 板经不 同奥氏体化 温度 空冷处理后 ，８５０℃ 空冷后 的钢板拥有最佳 的冲击性能 ，其组织 由等轴细小铁素体与 Ｍ／Ａ 岛组成 。织 构分析结果表 明 ，原板 拥有较强的 ｛００１｝（１１０） 型织 构 ，这类 型织构可能对 钢板 冲击性 能有不利 影响 ，经 低温退火处理后 ，｛００１｝（１ １０） 型织 构强度减弱 ，经奥 氏体化处理后 ，织构消失 。 关键词 大梁 钢 热处 理 冲击韧性 织构
｛００１｝（１ １０）ｗｅａｋｅｎｅｄ，ｗｈｉｌｅ ａｆｔｅｒ ａｕｓｔｅｎｉｔｉｚｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｅｘｔｕｒｅ ｄｉｄ ｎｏｔ ｅｘｉｓｔ．
Ｋｅｙ Ｗ ｏｒｄｓ ｂｅａｍ ｓｔｅｅｌ， ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ｉｍ ｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ，ｔｅｘｔｕｒｅ
为 降低 汽 车工业 对 能源 的消耗 及对 环境 的污 染 ，发 达工 业 国汽车 板逐 渐 向轻量 化方 向进 行 转 变 ，采 用超 高强 度薄 钢板 代替 低强 度厚 钢板 是 现 代 汽车 板研 究 的趋 势 ¨。Ｊ。 汽 车大 梁 用 热 轧 钢 板 主要 用 来 制 造 汽 车 的 车架 纵 、横 梁 及 其 他 紧 固 件 ，在 日常 使用 中 ，对其 强度 、韧 塑性 、冷 弯性 能 等具有 较 高 的要 求 Ｊ。本 文 对 采 用 热 连 轧技
高强度钢板热轧工艺参数优化及其对板材性能的影响
高强度钢板热轧工艺参数优化及其对板材性能的影响高强度钢板热轧是一种重要的金属加工工艺，通过对工艺参数进行优化可以提高钢板的力学性能和表面质量。
本文将介绍高强度钢板热轧工艺参数的优化方法，并分析其对板材性能的影响。
高强度钢板一般指屈服强度大于500MPa的钢板，常用于制造汽车、航空航天、建筑和桥梁等重要工程结构。
高强度钢板的力学性能和表面质量是得到广泛关注的问题，而热轧工艺参数对于钢板的性能具有重要影响。
首先，热轧温度是影响钢板性能的重要因素之一。
热轧温度的选择应根据钢的成分和应用要求来确定。
一般来说，较高的热轧温度可以提高钢板的变形能力和塑性，但会增加晶粒长大的风险；而较低的热轧温度可以提高钢板的强度和硬度，但也容易引起质量问题。
因此，通过实验和数值模拟等手段，可以找到合适的热轧温度范围，以达到最佳的力学性能和表面质量。
其次，轧制压力是热轧工艺中另一个重要的参数。
较大的轧制压力可以提高板材的强度和硬度，但也容易产生中央扁平度、轧辊磨损和表面缺陷等问题。
因此，需要根据钢板的具体要求和冷处理工艺来确定合适的轧制压力。
同时，通过优化轧辊几何结构和轧制工艺参数，可以进一步提高钢板的力学性能和表面质量。
最后，冷却方式也对高强度钢板的性能有着重要影响。
冷却速度可以影响钢板的组织和相变过程，从而影响其力学性能和表面质量。
一般来说，较快的冷却速度可以提高钢板的强度和韧性，但也容易引起板材变形和内应力等问题。
因此，需要通过控制冷却介质的温度和流速等参数，以达到最佳的冷却效果。
优化高强度钢板热轧工艺参数对板材性能的影响可以通过多种方法实现。
首先，可以通过实验方法进行参数优化。
通过对热轧试样的制备和测试，可以获得不同工艺参数下的力学性能和表面质量数据，然后通过响应面分析等方法，建立工艺参数与性能之间的关系模型，进而确定最佳的工艺参数。
另外，数值模拟方法也是研究高强度钢板热轧的重要手段。
通过建立热轧过程的有限元模型，可以模拟不同工艺参数下的温度场、应力场和变形场等情况，然后通过对比分析，找到最佳的工艺参数。
高温热处理对钢材组织和性能的影响
高温热处理对钢材组织和性能的影响钢材是现代工业中不可或缺的材料，其性能和品质对于生产制造的效率和产品质量至关重要。
其中，热处理是提高钢材性能的一种重要手段。
在高温条件下进行处理，可调整钢材的金相组织，改变其机械性能、物理性能和化学性能等多个方面的表现。
在高温热处理中，最常用的方法为淬火和回火。
本文将着重探讨高温热处理对钢材组织和性能的影响，同时简单介绍一些相关知识。
一、如何进行高温热处理？高温热处理通常需要三个步骤：加热、保温和冷却。
其中加热过程是将钢材加热到一定的温度，达到所需的相变温度；保温阶段是在加热过程结束后维持一定的温度和时间，以保证相变的充分进行；冷却环节是迅速将钢材从高温状态降温到室温或低温状态。
对于不同的钢材和工艺要求，高温热处理的过程参数也往往不同。
例如，在淬火时有不同的冷却介质选择、不同的冷却速率等等。
但总的来说，高温热处理的基本原则是：通过改变钢材内部的晶粒结构和相成分，来达到改善其物理和机械性能的目的。
二、高温热处理对钢材的影响（一）变硬经过适当的高温热处理后，钢材常常可以得到更高的硬度。
这是因为高温热处理时通过改变钢材晶格内部的结构和组成，促进了晶粒的细化和相变等多种变化，从而使钢材硬度得到提升。
（二）提高韧性另一方面，适当的高温热处理也可以提高钢材的韧性。
韧性是指材料在有缺陷时的抗裂能力，也可以看作是材料在断裂前的变形和失效程度。
在高温条件下，适当调整处理参数后可以改变钢材的组织结构，使其具有更好的塑性和延展性，从而提高其韧性水平。
（三）提高抗蚀性高温热处理也可以改善钢材的抗蚀性。
钢材在高温状态下与一些特定的气体、液体等物质相接触时，会发生化学反应，从而使钢材表面形成一层薄的氧化膜。
这层氧化膜可以保护钢材内部的组织和成分不受腐蚀和氧化等环境影响。
（四）改善织构高温热处理也是改变钢材织构的一种重要手段。
织构是指材料中晶粒在排列方向上的取向规律，它对材料的性能和断裂机制具有重要影响。
连铸板坯热轧工艺参数优化及其对钢材质量的影响
连铸板坯热轧工艺参数优化及其对钢材质量的影响连铸板坯热轧工艺参数优化及其对钢材质量的影响随着钢铁行业的快速发展，对高品质、高性能钢材的需求也越来越大。
连铸板坯作为热轧生产的主要原料，其质量直接影响到最终产品的品质。
因此，研究连铸板坯热轧工艺参数优化及其对钢材质量的影响十分重要。
连铸板坯热轧工艺参数优化包括轧制温度、轧制速度、轧制压力等。
轧制温度是指板坯进入轧机时的温度，其选择直接影响到钢材的组织和性能。
一般来说，较高的轧制温度可以降低轧制力和改善塑性变形能力，但同时也容易导致晶粒长大和过度软化。
因此，需要根据不同的钢种和材料要求进行合理选择。
轧制速度是指连铸板坯在轧机中通过的速度，也是影响钢材质量的关键参数。
过快的轧制速度容易导致晶粒细化不足，从而影响板坯的塑性变形能力和抗拉强度。
同时，过快的轧制速度还容易引起表面质量问题，如皱纹等。
因此，在确定轧制速度时需要综合考虑以上因素。
轧制压力是指轧机施加在板坯上的压力，它对钢材的塑性变形和组织的形成也有重要影响。
较大的轧制压力可以提高钢材的强度和韧性，但也容易导致轧件性能不稳定和开裂等问题。
因此，需要根据具体情况选择适当的轧制压力。
连铸板坯热轧工艺参数优化对钢材质量的影响主要体现在以下几个方面。
首先，连铸板坯热轧工艺参数优化可以改善钢材的组织。
通过合理选择轧制温度、速度和压力等参数，可以控制晶粒尺寸和分布，从而提高钢材的显微组织均匀性和一致性。
其次，连铸板坯热轧工艺参数优化可以提高钢材的机械性能。
通过选择适当的轧制参数，可以增加钢材的抗拉强度、屈服强度和延伸率等机械性能指标，从而提高钢材的耐久性和适用性。
最后，连铸板坯热轧工艺参数优化还可以改善钢材的表面质量。
通过控制轧制参数，可以减少皱纹、划痕和银色条纹等表面缺陷，提高钢材的外观质量。
总之，连铸板坯热轧工艺参数优化及其对钢材质量的影响是一个复杂的系统工程，需要综合考虑多个因素。
只有通过合理选择和优化热轧工艺参数，才能得到高品质、高性能的钢材产品。
热处理对汽车性能和耐久性的影响
热处理对汽车性能和耐久性的影响热处理是一种改性工艺，通过对金属材料进行加热和冷却，以改善其力学性能和耐磨性。
在汽车制造过程中，热处理在提高汽车零部件性能和延长使用寿命方面发挥着重要作用。
本文将着重探讨热处理对汽车性能和耐久性的影响。
1.提高零部件强度热处理能够显著提高金属零部件的强度和硬度。
在汽车制造中，发动机曲轴、减震器弹簧等零部件经过热处理后，其强度和硬度大幅提升，不仅可以承受更大的工作载荷，还能够抵抗磨损和疲劳，从而延长零部件的使用寿命。
2.改善零部件耐磨性热处理还可以改善金属表面的耐磨性能。
汽车零部件在使用过程中会受到高速运动和摩擦的影响，容易造成磨损和疲劳。
通过热处理，可以形成致密的表面硬化层，有效提高零部件的耐磨性，减少磨损并延长使用寿命。
3.增强零部件的耐腐蚀性汽车在使用过程中会面临各种恶劣环境，如高温、高湿、化学介质等，容易引起零部件的腐蚀。
经过热处理的零部件表面会形成一层致密的氧化膜，有效提高零部件的耐腐蚀性，延长使用寿命并减少维护成本。
4.改善零部件的加工性能热处理可以消除金属内部的残余应力和组织缺陷，提高金属的塑性和韧性，从而改善零部件的加工性能。
在汽车制造中，经过热处理的金属零部件具有更好的成形性和加工性，可以减少加工难度和提高加工效率。
5.提升整车性能热处理对汽车整车性能的影响不仅局限于零部件，还可以对整车性能起到积极作用。
经过热处理的发动机零部件和车轮轴承等关键部件能够提高整车的动力性能、操控稳定性和行驶安全性，为汽车的性能提升提供有力支撑。
综上所述，热处理在汽车制造中扮演着不可或缺的角色。
通过提高零部件的强度、硬度和耐磨性，改善耐腐蚀性和加工性能，以及提升整车性能，热处理能够有效提高汽车的性能和耐久性，为汽车行业的发展注入动力，值得在汽车制造过程中广泛应用和推广。
热处理中的加热温度对材料性能的影响
热处理中的加热温度对材料性能的影响热处理是指通过对金属材料进行控制温度升降的过程，以改变其组织结构和性能。
在热处理的过程中，加热温度是一个至关重要的参数。
本文将重点讨论热处理中的加热温度对材料性能的影响，并对不同温度下的效果进行分析。
一、加热温度对晶粒尺寸的影响热处理中的加热温度对晶粒尺寸有显著影响。
一般而言，加热温度越高，晶粒尺寸越大。
这是因为高温下材料结构的原子更容易扩散，从而引发晶界的迁移和增长。
当晶粒尺寸增大时，材料的塑性和强度会呈现下降的趋势。
二、加热温度对材料强度的影响加热温度对材料的强度有复杂的影响。
在较低温度下，热处理可通过晶粒细化的方式提高材料的强度。
当加热温度升高到一定程度时，冷变形产生的位错和析出相的溶解都会增加，在这种情况下，晶粒细化的效果就不再明显，而材料的强度会呈现下降的趋势。
三、加热温度对材料的硬度和韧性的影响加热温度对材料的硬度和韧性同样有一定的影响。
通常情况下，较高的加热温度会导致材料的硬度下降，而韧性增加。
这是因为加热温度升高有助于晶界的再结晶，进而使晶粒尺寸增大，因此材料的硬度将减弱。
同时，加热温度升高也有利于位错的运动和消缺，从而提高材料的韧性。
四、加热温度对材料的耐蚀性能的影响加热温度对材料的耐蚀性能同样具有一定的影响。
高温热处理可以改善材料的耐蚀性，尤其是在不锈钢等金属材料中具有显著作用。
加热温度升高有助于析出相的溶解，促使溶解相分布均匀，从而提高了材料表面的致密性和耐蚀性。
综上所述，热处理中的加热温度对材料性能有着重要的影响。
加热温度的选择应该根据所需的材料性能进行合理调节。
在实际应用中，需要综合考虑材料的特性和具体的使用环境来确定最佳的加热温度。
同时，在进行热处理时，加热温度的控制也需要精确、稳定，以确保获得期望的材料性能。
未来的研究中，可以进一步深入探究加热温度对不同材料体系的影响机制，以及如何通过合理调控温度来优化材料性能。
这有助于提高材料的强度、硬度、韧性等方面的性能，并为材料设计与应用提供更加科学的依据。
高强度钢板生产中热轧工艺对板材的表面缺陷和形貌的影响研究
高强度钢板生产中热轧工艺对板材的表面缺陷和形貌的影响研究高强度钢板是一种具有一定强度和韧性的特种钢材，广泛应用于汽车制造、建筑结构、船舶制造等领域。
在高强度钢板的生产过程中，热轧工艺是非常重要的环节之一。
热轧工艺的参数设置和操作方式会直接影响板材的表面质量和形貌，因此对其进行研究非常必要。
热轧工艺是将钢坯加热到一定温度后进行压下变形，从而制得所需要的厚度和宽度的板材。
这个过程中，温度、压力和轧辊的线速度是主要工艺参数。
首先，温度对板材的表面缺陷有很大影响。
如果温度过高，会导致轧辊与钢坯之间的摩擦增大，可能产生轧辊印痕、划痕等表面缺陷。
而如果温度过低，会使板材内部的应力过大，产生开裂和断裂等缺陷。
因此，控制好热轧工艺中的温度是保证高强度钢板表面质量的关键。
其次，压力也是影响板材表面缺陷的重要因素。
过大的压力容易造成板材的薄边厚边差异，出现波浪形表面缺陷；而过小的压力则会导致板材表面无法得到充分的压制，出现轧花等不完全成形的缺陷。
因此，合理控制压力，保证工件表面所需的压力是确保高强度钢板表面质量的另一关键点。
最后，轧辊的线速度也会对板材的表面形貌产生影响。
线速度低则会产生较大的应力和摩擦力，从而使板材表面出现如划痕、印痕等缺陷；线速度过高则会忽略板材形状的变化，使得板材表面不得到充分的压制和成形。
因此，选择合适的轧辊线速度，保证板材形状的变化和表面质量的综合要求是非常重要的。
总之，高强度钢板的生产中，热轧工艺对板材的表面缺陷和形貌有着重要的影响。
通过控制好热轧工艺中的温度、压力和轧辊线速度等参数，可以有效减少表面缺陷的产生，保证高强度钢板的表面质量和形貌。
这对于提高钢板的使用性能和降低制造成本具有重要意义。
因此，对热轧工艺在高强度钢板生产中的影响进行深入研究，有助于制定合理的工艺措施，提高高强度钢板的质量和市场竞争力。
在高强度钢板的生产中，热轧工艺对板材的表面缺陷和形貌的影响是一个复杂而细致的研究课题。
热处理工艺对钢材的锻造性能的调控
热处理工艺对钢材的锻造性能的调控热处理工艺是一种通过控制钢材的加热和冷却过程，来改变钢材的组织结构和性能的方法。
在钢材的生产加工中，热处理工艺可以调控钢材的锻造性能，提高钢材的强度、韧性和耐磨性等性能，从而满足不同应用领域的要求。
热处理工艺对钢材的锻造性能的调控主要包括两个方面，一是通过调整钢材的加热温度，控制钢材的晶粒尺寸和相变行为；二是通过控制钢材的冷却速率，调整钢材的组织结构和相含量。
首先，加热温度对钢材的锻造性能有着重要影响。
加热温度可以影响钢材的晶粒尺寸和相变行为，进而影响钢材的力学性能。
一般来说，较高的加热温度可以促使钢材的晶粒长大，提高钢材的塑性和延展性，从而改善钢材的锻造性能。
然而，过高的加热温度可能导致钢材的相变行为过早发生，从而影响钢材的成分均匀性和组织稳定性。
因此，在具体应用中需要根据钢材的成分和要求的性能，合理选择加热温度，以实现最佳的锻造效果。
其次，冷却速率对钢材的锻造性能同样具有重要影响。
冷却速率可以调整钢材的组织结构和相含量，进而影响钢材的硬度、强度和韧性等性能。
通常情况下，较快的冷却速率可以促使钢材的奥氏体相变为马氏体，从而提高钢材的硬度和强度。
而较慢的冷却速率可以促使钢材的奥氏体相变为铁素体，从而提高钢材的韧性。
因此，通过控制冷却速率，可以实现钢材性能的有选择性调控，以满足不同要求的应用场景。
除了加热温度和冷却速率外，热处理工艺还可以通过调整钢材的保温时间和时效温度，进一步优化钢材的性能。
保温时间可以影响钢材的相转变和组织演变过程，从而影响钢材的总体性能。
时效温度可以促使钢材的析出相形成或长大，从而提高钢材的强度和硬度。
因此，在热处理工艺中，保温时间和时效温度也需要进行合理调控，以实现最佳的性能效果。
总结起来，热处理工艺是一种通过控制钢材的加热和冷却过程，来改变钢材的组织结构和性能的方法。
热处理工艺对钢材的锻造性能的调控主要包括调整加热温度、控制冷却速率、优化保温时间和时效温度等方面。
加热时间对P510L大梁钢性能影响原因分析
（ ａｚｉｕ ｅ ｔｅ Ｖ ｎｄｕ ｎｏｐｒｔｄＣ ｍ ａｙＴ ｃｎ ｌ ｙＭａｓＨ ａｑ ａ ｅ，ａｚｉ ａ ６７ ０ ＰｎｈｈａＮ ｗ Ｓｅｌ ａ ａｉｍ Ｉｃｒｏａ ｏ ｐｎ ｅｈｏｏ ｓ ｅｄ ｕｒ ｒＰｎｈｈ １００） ｅ ｇ ｔ ｕ
［ ｂ ｔａｔ Ｔ ｅｎｗ ｓ ｅ ｖｎ ｄｕ ｏ— ｌｎ ｏｒ ｌ ｔ ｕ ｃ ｏ ｎｔｅｂｔｈｓｐｏ ｕｉｇＰ Ｌ Ａ ｓ ｃ］ ｈ ｅ ｔ ｌ ａａ ｉｍ ｈ ｔ ｏ ｉｇｂ ａｄｐａ ｎ ｔ ｎｉ ｈ ａ ｅ ｒｄ ｃ ５ Ｏ ｒ ｅ ｒｌ ｎｆ ｉ ｃ ｎ Ｉ
ｇｒｅ ｏ ｒ ｕｉｇ ｌ ～２ ａ ｓｉ ａ ｕ ｒ ， ０ ８ ｈ ｖｎ ｐ ｅ ｒｄ ｉ ｕ ｓ ｉ ｂｅ Ｂ ｎ ｌｓ ｇ， ｉｃ ｖ — ｉ ｒｂ ａｄ ｄ ｒ ８ ｄ ｎ ３ ｄ ｙ ｎ Ｊ ｎ ａｙ ２ ０ ａ ｉｇ ａ ｐ ａｅ ｓ ｎ ｕｔ ｌ． ｙ ａ ａｙ ｉ ｄｓｏ ｅ ａ ｎ
第３ ０卷
第 ５期
四 川 冶 金
Ｓｃ ｕ ｎ Ｍｅ ａ ｕ ｇ ｉｈ ａ ｔｌ ｒｙ ｌ
Ｖｏ． ０ Ｎｏ ５ １３ ．
０ｃ ．． ０８ ｔ ２０
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２０ ０ ８年 １ ０月
加 热 时 间对 Ｐ Ｌ大 梁 钢 性 能 影 响原 因分 析 ５０ １
贾 攀
（ 攀枝 花新 钢 钒股份 有 限公 司技术 质量 部 ， 枝 花 ６ ７０ ） 攀 １００
（） １ 大梁钢炼钢生产工艺流程： 高炉 铁水脱
硫扒 渣 提 钒炉提 钒一 氧气顶 吹转 炉炼钢一 钢包 脱 氧合 金化加 出钢 在 线底 吹 氩 一 Ｌ Ｆ精炼 一 板坯 连 铸
一精 整 。
表４
高温温度变化对Q370R钢板的性能影响
高温拉伸试 验方法 》 。采用控 制位 移速率的方 法 ， 以４ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ 恒速拉伸 ； 因未使用引伸计 ， 故在拉伸 曲线 上无 明显 屈服点 时数 据暂无 。试 样加 热至规 定
温度 后保 温 时间 １ ５ ｍｉ ｎ 。
试 验所 用 设 备 型 号 为 ＷＤ Ｗ． Ｅ ｌ ０ ０微 机 控 制 电
ｔ ｏ ６ ０ ｏ℃．
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｑ ３ ７ ０ Ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ； ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ； ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ； ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｔ ｇ ｈ
板坯加热温度对高强度汽车大梁钢性能的影响
2.1 显微组织与力学性能
采用 1272ºC、1248ºC 以及 1209ºC 三种不同的加热温度对板坯重新加热，轧制后钢卷的金相组织照片如 图 1 所示。可以看出，三种工艺钢卷的显微组织均为铁素体和贝氏体，而且组织形貌相似，晶粒均匀细小， 平均晶粒尺寸在 5μm 左右。因此，三种板坯加热温度对晶粒尺寸的影响较小，这也说明在该温度区间奥氏 体并未出现异常长大。
图 1 不同加热温度下试验钢的显微组织
(a) 1 号钢卷 1272ºC；(b) 2 号钢卷 1248ºC；(c) 3 号钢卷 1209ºC
用透射电子显微镜对析出相的形貌及分布做了观察。从图 2a 可以看出，加热温度较高时，析出物数量 众多，弥散均匀分布。大部分析出相的尺寸细小，相互距离小于 0.2μm，小于平均晶粒尺寸，这些相是冷却 过程中在铁素体内弥散析出的碳氮化合物。少数较大的析出相尺寸达到 300nm，应该是钢板在加热时未溶解 的碳氮化合物，在缓冷过程中长大得到产物。加热温度降低时，弥散析出相的平均尺寸较大，数量减少（图 2b）。当加热温度降低到 1209ºC 时，图 2c 显示钢卷的细小析出相基本消失，以粗大析出相为主。图 3 的能 谱成分分析表明，析出相以 Nb(C,N)，Nb-Ti(C,N)的复合析出为主。
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2 号钢卷 成分 2 1248
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3 号钢卷 成分 1 1209
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4 号钢卷 成分 2 1312
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1.4 轧制与卷取工艺
轧制在武钢的 2250mm 轧机上进行，板坯加热到设定温度后进行粗轧，经 7 道次的精轧后冷却卷取。 轧制时的粗轧出口温度、精轧出口温度及卷取温度分别为：1080±20ºC，860±20ºC，560±20ºC。终轧后采用 前段层流冷却的方式将带钢冷却到卷取温度。
生产现场温度对汽车冲压质量的影响分析
生产现场温度对汽车冲压质量的影响分析摘要：在汽车工业快速发展的背景下，社会群众对汽车安全性与节能性提出了较高的要求，高强度钢板在热冲压以后比强度会提升，这一特点使其在汽车生产中到了广泛运用。
热冲压技术主要就是将板料加热保温一段时间以后，使板料可以达到奥氏体化状态，之后在快速转移到模具中进行冲压成形，同时进行保压冷却，进而得到组织零件。
但需要注意的是，因为温度场的加入，热冲压技与冷冲压技术相对较为复杂，板料与模具两者之间的换热过程对零件应力应变场与温度场有一定的促进作用。
基于此，本文主要分析生产现场温度对汽车冲压质量带来的影响和对策思考。
关键词：生产现场现场温度汽车冲压质量影响思考为确保汽车产业实现可持续发展，应提升汽车质量，这就要求强化汽车车身冲压件生产质量。
针对于汽车冲压成型模具来讲，影响质量的关键工序则是拉深环节，拉伸件质量情况会对制件最终质量带来极大影响，其中质量影响要素相对较多，例如设备、模具、板料以及拉延油及清洗油等等。
在汽车冲压生产阶段，因为摩擦等操作会使模具温度不断增加，长时间不仅会改变板料温度与模具间隙等，并且也会对拉深阶段材料流动度。
因此，需要做好生产线现场温度控制，避免其对汽车冲压质量带来影响。
一、模具内表面温度的影响在汽车冲压阶段，为提升冲压整体质量，需要对生产现场温度加以控制。
但需要注意的是，借助相关数据信息能够了解到，如果现场成型模具内表面温度在上升到大于等于四十度时，板料温度也会发生改变，但这一温度对板料性能的形象相对较小[1]。
下面主要分析其对拉延油、制件质量等方面带来的影响：（一）对拉延油的影响油品黏度会随着温度变化而发生改变，其特点则是黏温性，拉延油可以说是金属压力成型加工阶段中普遍会使用到的润滑剂，润滑剂黏度在提升摩擦表面流体润滑度有一定的辅助作用，黏度较大且效果更好，但容易出现拉裂或缩颈等质量问题。
而如果黏度不能达到标准要求，则会使拉深效果降低，甚至出现叠料、起皱等问题。
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Palmiere[7,8]等用原子探针场离子显微镜的原子探针测量再加热后的淬火试样，推导出以下公式：
1张志建，男，博士，工程师，从事材料开发和材料成形，zhangzhijian@
板坯加热温度对高强度汽车大梁钢性能的影响
8-125
弥散分布的碳氮化合物。 武钢在 2010 年研制开发了 WL700 大梁钢。该大梁钢以 Nb 和 Ti 为主要强化元素，通过轧制工艺的优
化，实现了抗拉强度 700MPa 级别超细晶粒钢的批量生产和应用。本文以 WL700 为对象，研究了板坯加热 温度变化时第二相的溶解与析出，以及由此引起的组织与性能的变化规律。
利用 Nb 微合金化技术，通过热机械轧制(TMCP)获得超细晶粒，是生产高强度、高韧性热轧大梁钢的 主要途径。Nb 与 V、Ti 的微合金化相比，既能提高钢的强度，又改善了钢的韧性。每增加 0.01%Nb 约可获 得 8~14MPa 的强度增量，并使钢的韧—脆转变温度下降[2]。在高温再结晶奥氏体区，Nb 的作用主要是抑制 奥氏体再结晶，并提高再结晶停止温度。在低温非再结晶奥氏体区，Nb 提高 Ar3 温度，并增加奥氏体—铁 素体形核。终轧后加速冷却及卷取过程，通过 Nb(CN)的共格析出及伴随的位错亚结构进行强化。轧后的强 化效果与此时呈固溶状态的 Nb 的浓度有关。为了更好的发挥 Nb 的析出强化作用，首先需要将 Nb 的碳氮 化物溶解到奥氏体中，只有在奥氏体中充分固溶和均匀化的微合金元素才能在随后的轧制和冷却过程中形成
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2 号钢卷 成分 2 1248
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4 号钢卷 成分 2 1312
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1.4 轧制与卷取工艺
轧制在武钢的 2250mm 轧机上进行，板坯加热到设定温度后进行粗轧，经 7 道次的精轧后冷却卷取。 轧制时的粗轧出口温度、精轧出口温度及卷取温度分别为：1080±20ºC，860±20ºC，560±20ºC。终轧后采用 前段层流冷却的方式将带钢冷却到卷取温度。
lg[Nb][C] = 2.96-7510/T lg[Nb][C+12/14N] = 2.26-6770/T
Nordberg & Aronsson[4]
(1)
Irvine et al[5]
(2)
图 6 是根据公式绘制的溶解度曲线。微合金元素以及碳、氮含量增加时，溶解温度升高。对于 WL700
的合金设计，含碳量为 0.07%时，根据式 1、式 2 计算的完全溶解 0.065%Nb 的奥氏体化温度在 1125～1200°C
(a) 1 号钢卷 1272ºC；(b) 2 号钢卷 1248ºC；(c) 3 号钢卷 1209ºC
板坯加热温度对高强度汽车大梁钢性能的影响
50 40 30
1272oC 1248oC 1209oC
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Number of Precipitates
20
10
图 3 2 号钢卷析出物成分的能谱分析
0
板坯加热温度对高强度汽车大梁钢性能的影响
张志建 周祖安 赵江涛 冉 广
（武钢研究院，武汉 430080）
摘 要 本文实验研究了板坯加热温度对 700MPa 级高强度汽车大梁钢组织性能的影响。检测了经不同加热温度均 热后轧制的试验钢的显微组织和力学性能。试验结果显示，加热温度升高后微合金元素的溶解充分，轧制后第二相 析出物更加弥散，数量增多，是试验钢强度提高的主要原因。通过理论公式计算与实验结果相结合的方式，确定了 大梁钢的板坯加热温度。1 关键词 汽车大梁钢 700MPa 析出强化 加热温度
Influence of Slab Reheating Temperature on the Property of High Strength Automotive Beam Steel
Zhang Zhijian Zhou Zuan Zhao Jiangtao Ran Guang
(Research & Development Center of Wuhan Iron & Steel (Group) Corp., Wuhan, 430080)
2.1 显微组织与力学性能
采用 1272ºC、1248ºC 以及 1209ºC 三种不同的加热温度对板坯重新加热，轧制后钢卷的金相组织照片如 图 1 所示。可以看出，三种工艺钢卷的显微组织均为铁素体和贝氏体，而且组织形貌相似，晶粒均匀细小， 平均晶粒尺寸在 5μm 左右。因此，三种板坯加热温度对晶粒尺寸的影响较小，这也说明在该温度区间奥氏 体并未出现异常长大。
1.5 试验分析
在钢卷的尾部取样，进行了拉伸试验，并采用光学显微镜和透射电镜进行了显微组织观察，研究加热温 度变化对钢板显微组织和力学性能的影响规律。
2 试验结果与分析
大梁钢中的微合金元素以固溶和析出两种形式存在，相比较而言，析出物形式比固溶态形式对热机械轧 制过程的微观组织影响更为显著。对于大多数工艺，希望热轧前微合金化元素能够完全地溶解，从而保证再 结晶或非再结晶奥氏体、γ/α 相变过程中以及铁素体中的析出控制。文献[3]表明，热轧带钢的强度和溶解态
图 1 不同加热温度下试验钢的显微组织
(a) 1 号钢卷 1272ºC；(b) 2 号钢卷 1248ºC；(c) 3 号钢卷 1209ºC
用透射电子显微镜对析出相的形貌及分布做了观察。从图 2a 可以看出，加热温度较高时，析出物数量 众多，弥散均匀分布。大部分析出相的尺寸细小，相互距离小于 0.2μm，小于平均晶粒尺寸，这些相是冷却 过程中在铁素体内弥散析出的碳氮化合物。少数较大的析出相尺寸达到 300nm，应该是钢板在加热时未溶解 的碳氮化合物，在缓冷过程中长大得到产物。加热温度降低时，弥散析出相的平均尺寸较大，数量减少（图 2b）。当加热温度降低到 1209ºC 时，图 2c 显示钢卷的细小析出相基本消失，以粗大析出相为主。图 3 的能 谱成分分析表明，析出相以 Nb(C,N)，Nb-Ti(C,N)的复合析出为主。
8-126
第八届（2011）中国钢铁年会论文集
Nb 的含量基本呈线性相关关系，提高溶解态 Nb 的含量可以增加屈服强度和抗拉强度。WL700 大梁钢的强 度级别达到了 700MPa，为了降低成本，合金成分设计时并未增加合金元素种类。因此，需要充分利用微合 金元素 Nb、Ti 的强化能力来达到高强度，板坯在重新加热时既要保证其中的微合金元素能充分溶解，又要 防止奥氏体晶粒过快长大。
2.2 Nb 的碳氮化物在奥氏体中的溶解
微合金碳氮化物的奥氏体化温度取决于微合金元素以及 C、N 的含量，可以用溶度积来确定微合金的碳
氮化物是否能在铁基体中处于固溶状态。碳氮化物第二相的平衡溶度积公式在理论研究及生产应用中有重要
的指导作用，常见的 Nb 的碳化物、碳氮化物溶解时平衡温度 T(K)与成分之间的关系如下所示：
减轻车重、降低油耗、减少环境污染和提高安全性一直是现代汽车性能研究的重要课题。汽车每减重 10%，油耗可降低 8%，排放下降 4%[1]。从 20 世纪 90 年代开始，减轻汽车自身质量和提高有效负载能力， 降低汽车的制造和运输成本，已经成为汽车发展的趋势。对于载重汽车工业，主要通过提高结构件的钢板强 度，减小板厚来实现汽车轻量化。目前，抗拉强度 590MPa 级的钢板已经成为重卡汽车大梁用钢板的主流。 汽车公司正积极推进使用更高强度的汽车钢板，汽车大梁向着单梁或复合梁减厚方向发展。
对透射电镜照片做了析出相图像定量分析，根据第二相质点的面积确定了析出相的等效直径。三种加热 温度下析出物的尺寸分布如图 4 所示，加热温度高时析出物数量较多，平均直径在 105nm 左右；随温度的 降低，析出物数量减小，平均直径增大到 112nm 和 179nm。
图 2 不同加热温度下试验钢的析出物形态(TEM)
1.3 板坯加热温度
板坯的加热方式为常规的室温重新加热方式，设计了 4 种不同的板坯加热温度，板坯在均热段的加热温 度范围为 1200～1310ºC，实测的温度和均热时间如表 2 所示。
项目 成分 均热段温度/ºC 均热时间/min
表 2 板坯在加热炉中的成分及加热制度
1 号钢卷 成分 1 1272
Soaking Temperature /oC
Strength /MPa
1300 1200 1100 1000 900 800
1#度
900
拉伸强度
800
700
600
500
400
300
200
100
2#
3#
Steel Coiler
0 4#
图 5 试验钢强度与板坯加热时均热温度的关系
之间。M.Nishida[6]等人建议，在平衡温度下加热保温时，Nb 溶解不完全；应该将板坯加热到比平衡温度稍
高的温度，例如提高 50°C，此时 Nb(C,N)可以完全溶解，奥氏体晶粒也不会明显长大。根据这样的计算，1175～
1250°C 是合适的加热温度；但是图 2b、图 2c 的试验结果显示，在此温度区间 Nb 的溶解并不充分。
0
40
80 120 160 200 240 280 320 360
Mean Diameter of Precipitates /nm
图 4 三种试验钢析出物尺寸分布
图 5 为热轧钢卷拉伸性能的检验结果，拉伸方向垂直于轧制方向，图中还绘制了板坯的加热温度。从图 中可以看到，加热温度对拉伸性能有明显的影响，加热温度升高时，拉伸强度增加。当加热温度从 1209ºC 提高到 1272ºC 时，拉伸强度的增幅在 100MPa 左右。考虑到加热温度变化时轧后晶粒尺寸变化较小，细晶 强化对试验钢的强度贡献基本相同，因此析出强化是试验钢强度变化的主要因素。
C 0.072 0.060
Si 0.231 0.206
Mn
S
P
Nb
Ti
1.81