先进高强钢(AHSS)汽车板
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（TRIP钢的ＢＨ效应主要应该归因于贝氏体）
强塑积 TS×EL
各种TRIP钢在不同退火条件下（含H2与不含H2）的强度与延性指标
DP钢与TRIP钢的对比
实验钢的化学成分
C Si Mn P S Nb Ti Al
N
0.2 0.5 1.4 0.014 0.008 0.027 0.01 0.02 0.0047
其中Ci,Cm,Cγ分别代表钢的原始含碳量，马氏体含碳量和奥氏体含碳量
不同含碳量的钢淬火后残余奥氏体体积分数预测
0.17C-1.65Mn-0.38Si-1.11Al-0.08P (wt pct)钢的热处理工艺曲线示意图
Q&P处理后的ＴＥＭ显微组织
力学性能随配分温度和时间变化曲线
Q&T和Q&P在不同温度与时间处理后的应力－应变曲线
烘烤硬化钢（车门） YS：260-300MPa，UTS：370-430MPa，E:≥30%
低合金高强钢（吸能盒，后纵梁） YS：230-360MPa，UTS：390-450MPa，E:≥26%
冷轧DP钢
成分：0.15%C, 0.5%Si,1.8%Mn, 0.5%Cr, 0.04%Al，0.03%Nb 热轧：1200℃1h奥氏体化，6道次热轧， 35mm→3.5mm, 880 ℃终轧， 620 ℃卷取 冷轧：3.5mm→1.0mm,70%变形 连续退火：
C-Mn-Al TRIP钢中的残余奥氏体的TEM照片
注：在高Al的TRIP钢中会有部分奥氏体转变为热激活马氏体（孪晶马氏体）
作为TRIP钢中的基体和弥散相，铁素体和贝氏体各自的应力—应变曲线不同
铁素体的吕德斯带较宽，贝氏体的吕德斯带非常有限，加工硬化非常明显，屈强比较低
C-Mn-Si-Al和C-Mn-Al TRIP钢在无应变和预应变2%，5%及10%后的静态 应变时效实验结果
连续退火工艺示意图
热轧
连续 退火
各步处理后的显微组织
冷轧
热轧和连续退火处理后的力学性能对比
不同强度级别的冷轧DP钢
实验钢的化学成分和轧制条件
BDP-590 3℃/s
BDP-780 8℃/s
BDP-780 15℃/s
连续镀锌模拟处理后各钢种的典型显微组织
BDP-780中的NbC析出相的TEM照片
20
TRIP-(Tansformation induced plastic)钢
化学成分：C-Mn-Si(Al，P)
显微组织：铁素体+无碳化物贝氏体+残余奥氏体
热处理：亚温转变（形成部分铁素体和富碳奥氏体）与中温转 变（形成贝氏体铁素体和富碳奥氏体）
性能特点：高强度、高塑性、高速变形时高吸收能
（变形过程中发生奥氏体向马氏体的转变，延迟颈缩，提高均 匀延伸率）
TRIP钢和DP钢在各种应变速率下的应力应变曲线
Q&PT（Quenching & Partition-Tempering)钢
化学成分：C-Mn-Si-Nb 显微组织：低碳马氏体+富碳奥氏体 热处理：部分淬火+中温配分+回火 性能特点：高强度，高塑性
Si对碳化物析出动力学曲线的影响
从成分均匀的奥氏体获得铁素体+马氏体+残余奥氏体组织的工艺示意图
冷轧C-Si-Al-Mn TRIP 钢
900℃×10m, 410℃×3m
900℃×5m, 410℃×3m
实验钢热处理后的显微组织
TEM分析结果
不同工艺处理后的XRD处理结果 不同工艺处理后的拉伸试验结果
冷轧C-Si-Al(P)-Mn TRIP 钢的合金化设计
高Si钢的缺点：延长贝氏体转变动力学，产生表面“红锈” 高Al钢的缺点：降低固溶强化率，升高Ms点至室温以上 以Al代Si的优点：加速贝氏体转变动力学 1.0%Si→1.0%（Al，P）
第11章 汽车用先进高强钢（AHSS）
汽车板用钢：汽车外板和白车部件
汽车板的发展方向： 提高燃油效率——轻量化 提高安全性——高强、高韧性、抗撞击 与轻合金（Al、Mg合金）和高分子复合材料的竞争日趋激烈
对汽车板提出新的要求： 屈服强度>300MPa，抗拉强度>600MPa，优异的成型性能， 高的加工硬化率
MX型碳氮化物的析出次序
实验钢的DP处理工艺示意图
F+M的OM显微组织
马氏体岛及铁素体基体中高密度的位错
屈服强度：500MPa，抗拉强度：860MPa， 延伸率：21%
实验钢的TRIP处理工艺示意图
下贝 氏体
残余 奥氏体
屈服强度：500MPa，抗拉强度：780MPa， 延伸率：25%
DP钢和TRIP钢的静态拉伸性能 DP钢和TRIP钢不同应变速率下的屈服强度
TRIP钢的典型光学显微组织
Baidu Nhomakorabea
TEM照片显示板条内析出碳化物的标准贝氏体与无碳化物贝氏体的区别
热轧C-Si-Mn TRIP钢
实验钢的化学成分（wt.%）
C Si Mn P
S Cu Nb Al
0.18 1.9 1.45 0.02 0.02 0.04 0.003 0.02
实验钢的TMCP工艺示意图
三种工艺处理后的SEM显微组织 三种工艺处理后的相组成与力学性能
HSS与AHSS钢种
HSS： 软钢，IF钢，BH钢，HSLA钢 AHSS: DP钢，TRIP钢，Q&PT钢，TWIP钢，CFB钢
铁素体钢
冷轧深冲钢（后地板，轮罩） YS：120-160MPa，UTS：270-330MPa，E:≥40%
无间隙原子钢（发动机罩） YS：220-260MPa，UTS：340-400MPa，E:≥33%
冷轧C-Si-Mn TRIP钢
实验钢的化学成分（wt.%) 实验钢的相变临界点
冷轧TRIP钢的热处理工艺示意图
冷轧态
800℃×10m, 400℃×3m
800℃×5m, 400℃×3m
实验钢热处理后的显微组织
BF
BF
DF
SAD
TEM分析结果
不同工艺处理后的XRD分析结果 不同工艺处理后的拉伸试验结果
760℃
热处理双相钢棒材的组织与性能
780℃
800℃
板条马氏体
820℃
840℃
08Mn2Nb钢不同温度加热淬火的SEM显微组织
911
760℃
780℃
800℃
板条马氏体
820℃
840℃
图8 11Mn2Nb钢不同温度加热淬火的SEM显微组织
14
亚温淬火温度对4种钢马氏体百分含量的影响
15
图14 四种钢最大力总伸长率和断后伸长率随亚温淬火温度的变化
强塑积 TS×EL
各种TRIP钢在不同退火条件下（含H2与不含H2）的强度与延性指标
DP钢与TRIP钢的对比
实验钢的化学成分
C Si Mn P S Nb Ti Al
N
0.2 0.5 1.4 0.014 0.008 0.027 0.01 0.02 0.0047
其中Ci,Cm,Cγ分别代表钢的原始含碳量，马氏体含碳量和奥氏体含碳量
不同含碳量的钢淬火后残余奥氏体体积分数预测
0.17C-1.65Mn-0.38Si-1.11Al-0.08P (wt pct)钢的热处理工艺曲线示意图
Q&P处理后的ＴＥＭ显微组织
力学性能随配分温度和时间变化曲线
Q&T和Q&P在不同温度与时间处理后的应力－应变曲线
烘烤硬化钢（车门） YS：260-300MPa，UTS：370-430MPa，E:≥30%
低合金高强钢（吸能盒，后纵梁） YS：230-360MPa，UTS：390-450MPa，E:≥26%
冷轧DP钢
成分：0.15%C, 0.5%Si,1.8%Mn, 0.5%Cr, 0.04%Al，0.03%Nb 热轧：1200℃1h奥氏体化，6道次热轧， 35mm→3.5mm, 880 ℃终轧， 620 ℃卷取 冷轧：3.5mm→1.0mm,70%变形 连续退火：
C-Mn-Al TRIP钢中的残余奥氏体的TEM照片
注：在高Al的TRIP钢中会有部分奥氏体转变为热激活马氏体（孪晶马氏体）
作为TRIP钢中的基体和弥散相，铁素体和贝氏体各自的应力—应变曲线不同
铁素体的吕德斯带较宽，贝氏体的吕德斯带非常有限，加工硬化非常明显，屈强比较低
C-Mn-Si-Al和C-Mn-Al TRIP钢在无应变和预应变2%，5%及10%后的静态 应变时效实验结果
连续退火工艺示意图
热轧
连续 退火
各步处理后的显微组织
冷轧
热轧和连续退火处理后的力学性能对比
不同强度级别的冷轧DP钢
实验钢的化学成分和轧制条件
BDP-590 3℃/s
BDP-780 8℃/s
BDP-780 15℃/s
连续镀锌模拟处理后各钢种的典型显微组织
BDP-780中的NbC析出相的TEM照片
20
TRIP-(Tansformation induced plastic)钢
化学成分：C-Mn-Si(Al，P)
显微组织：铁素体+无碳化物贝氏体+残余奥氏体
热处理：亚温转变（形成部分铁素体和富碳奥氏体）与中温转 变（形成贝氏体铁素体和富碳奥氏体）
性能特点：高强度、高塑性、高速变形时高吸收能
（变形过程中发生奥氏体向马氏体的转变，延迟颈缩，提高均 匀延伸率）
TRIP钢和DP钢在各种应变速率下的应力应变曲线
Q&PT（Quenching & Partition-Tempering)钢
化学成分：C-Mn-Si-Nb 显微组织：低碳马氏体+富碳奥氏体 热处理：部分淬火+中温配分+回火 性能特点：高强度，高塑性
Si对碳化物析出动力学曲线的影响
从成分均匀的奥氏体获得铁素体+马氏体+残余奥氏体组织的工艺示意图
冷轧C-Si-Al-Mn TRIP 钢
900℃×10m, 410℃×3m
900℃×5m, 410℃×3m
实验钢热处理后的显微组织
TEM分析结果
不同工艺处理后的XRD处理结果 不同工艺处理后的拉伸试验结果
冷轧C-Si-Al(P)-Mn TRIP 钢的合金化设计
高Si钢的缺点：延长贝氏体转变动力学，产生表面“红锈” 高Al钢的缺点：降低固溶强化率，升高Ms点至室温以上 以Al代Si的优点：加速贝氏体转变动力学 1.0%Si→1.0%（Al，P）
第11章 汽车用先进高强钢（AHSS）
汽车板用钢：汽车外板和白车部件
汽车板的发展方向： 提高燃油效率——轻量化 提高安全性——高强、高韧性、抗撞击 与轻合金（Al、Mg合金）和高分子复合材料的竞争日趋激烈
对汽车板提出新的要求： 屈服强度>300MPa，抗拉强度>600MPa，优异的成型性能， 高的加工硬化率
MX型碳氮化物的析出次序
实验钢的DP处理工艺示意图
F+M的OM显微组织
马氏体岛及铁素体基体中高密度的位错
屈服强度：500MPa，抗拉强度：860MPa， 延伸率：21%
实验钢的TRIP处理工艺示意图
下贝 氏体
残余 奥氏体
屈服强度：500MPa，抗拉强度：780MPa， 延伸率：25%
DP钢和TRIP钢的静态拉伸性能 DP钢和TRIP钢不同应变速率下的屈服强度
TRIP钢的典型光学显微组织
Baidu Nhomakorabea
TEM照片显示板条内析出碳化物的标准贝氏体与无碳化物贝氏体的区别
热轧C-Si-Mn TRIP钢
实验钢的化学成分（wt.%）
C Si Mn P
S Cu Nb Al
0.18 1.9 1.45 0.02 0.02 0.04 0.003 0.02
实验钢的TMCP工艺示意图
三种工艺处理后的SEM显微组织 三种工艺处理后的相组成与力学性能
HSS与AHSS钢种
HSS： 软钢，IF钢，BH钢，HSLA钢 AHSS: DP钢，TRIP钢，Q&PT钢，TWIP钢，CFB钢
铁素体钢
冷轧深冲钢（后地板，轮罩） YS：120-160MPa，UTS：270-330MPa，E:≥40%
无间隙原子钢（发动机罩） YS：220-260MPa，UTS：340-400MPa，E:≥33%
冷轧C-Si-Mn TRIP钢
实验钢的化学成分（wt.%) 实验钢的相变临界点
冷轧TRIP钢的热处理工艺示意图
冷轧态
800℃×10m, 400℃×3m
800℃×5m, 400℃×3m
实验钢热处理后的显微组织
BF
BF
DF
SAD
TEM分析结果
不同工艺处理后的XRD分析结果 不同工艺处理后的拉伸试验结果
760℃
热处理双相钢棒材的组织与性能
780℃
800℃
板条马氏体
820℃
840℃
08Mn2Nb钢不同温度加热淬火的SEM显微组织
911
760℃
780℃
800℃
板条马氏体
820℃
840℃
图8 11Mn2Nb钢不同温度加热淬火的SEM显微组织
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亚温淬火温度对4种钢马氏体百分含量的影响
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图14 四种钢最大力总伸长率和断后伸长率随亚温淬火温度的变化