相变诱发塑性(TRIP)钢
TRIP钢概述
第一阶段:快速加热 ；第二阶段:临界退火；第三阶段:快速冷却；第四阶段:贝氏体 等温；第五阶段:最后冷却
Trip钢机理
热轧TRIP钢的生产工艺 成分：8％C—I.37％Si一1.35Mn0.026％S，0.020％P
一种双道次压缩工艺示意图
引自：李壮 热扎TRIP钢的研究 【博士论文】 东北大学
Trip钢机理
Trip钢概述
2014年3月
Trip概述
定义 TRIP (Transformation Induced Plasticity相变诱发塑性)钢,又 叫变塑钢,是近几年为满足汽车工业对高强度、高塑性新型钢板的需 求而开发的. TRIP钢板最先是由V.F.Zackay发现并命名的，他利用 残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性并改 善了钢板的成形性能.
Trip钢机理
TRIP钢中的合金元素 Mn元素的作用 Mn元素有较强的稳定奥氏体的作用，1%的Mn元素可降低Ms点约 30℃左右。在TRIP钢中加入Mn元素，有利于在最终显微组织中保留 较多的残余奥氏体 Nb元素的作用 可有效控制TRIP钢的奥氏体化、再结晶、晶粒长大以及元素迁移，还 可控制热轧、临界区退火、冷却、贝氏体形成温度范围内的等温和应 变过程中的各种相变，影响奥氏体向铁素体和贝氏体中的转变及残余 奥氏体的体积分数和稳定性。
含碳量高，残余奥氏体数量增多，有利于TRIP效应产生，然而焊接性 能恶化，轧制过程中产生晶体缺陷的几率增大，并且固溶强化作用增 强导致强度增加而塑性降低。含碳量低，产生的影响恰好相反。因此 ，选取的含碳量一般为0.1%～0.2%。 2.低合金化 Si和Mn加入过多，降低钢的塑性和韧性，并且引起焊接性能恶化。 因此，TRIP钢的含硅量和含锰量均控制在1%～2%的范围内。
trip钢介绍
• (3)Mn元素的作用：
• Mn元素有较强的稳定奥氏体的作用，1%的 Mn元素可降低Ms点约30℃左右。在TRIP 钢中加入Mn元素，有利于在最终显微组织 中保留较多的残余奥氏体。
2.微合金元素的作用：
(1)Nb（铌）：可有效控制TRIP钢的奥氏体化 、再结晶、晶粒长大以及元素迁移，还可 控制热轧、临界区退火、冷却、贝氏体形 成温度范围内的等温和应变过程中的各种 相变，影响奥氏体向铁素体和贝氏体中的 转变及残余奥氏体的体积分数和稳定性。
TRIP钢简介
———材料、成分 、性能
• 目前，大多数汽车车身构件在制作过程中 必须进行深冲、拉延、凸缘及翻边等成型 加工，这就要求作为汽车车身构件的钢板 同时具有高强度和高塑形。
• 具有相变诱发塑性(Transformation Induced Plasticity)效应的TRIP钢板应可以满足上述 要求。
• 1. 低碳 含碳量高，残余奥氏体数量增多，有利于
TRIP效应产生，然而焊接性能恶化，轧制过 程中产生晶体缺陷的几率增大，并且固溶强化 作用增强导致强度增加而塑性降低。含碳量低 ，产生的影响恰好相反。因此，选取的含碳量 一般为0.1%～0.2%。
• 2.低合金化：
• Si和Mn加入过多，降低钢的塑性和韧性， 并且引起焊接性能恶化。因此，TRIP钢的 含硅量和含锰量均控制在1%～2%的范围内 。
钢中残余奥氏体含(体积分数)一般10%～20% 。
• TRIP钢的特性：
• 高塑形：奥氏体塑性变形，表现为宏观 的高塑性
• 高强度：当残余奥氏体完全转化为马氏 体时，材料的强度由马氏体决定，因此 ，材料也具有高的强度
1.按热处理工艺不同：
冷轧TRIP钢板：
采用临界加热、下
DP钢
DP钢与TRIP钢的组织性能介绍姓名：亓博丽学号：1104240579一、DP钢：双相钢（Dual Phase Steel）1、简介双相钢是指低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到的主要由铁素体(F)+少量(体积分数<20%)马氏体(M)组成的高强度钢。
一般将铁素体与奥氏体相组织组成的钢称为双相不锈钢，将铁素体与马氏体相组织组成的钢称为双相钢。
2、化学成分双相钢在化学成分上的主要特点是低碳低合金。
主要合金元素以Si、Mn为主,另外根据生产工艺及使用要求不同,有的还加入适量的Cr、Mo、V元素,组成了以Si-Mn 系、Mn-Mo系、Mn-Si-Cr-Mo系、Si-Mn-Cr-V系为主的双相钢系列。
（1）硅在双相钢中主要起净化铁素体，增加奥氏体稳定性以及固溶强化的作用。
硅对马氏体形成的形态和分布也有明显影响，高硅双相钢容易得到呈纤维状分布的马氏体，这有利于双相钢力学性能的改善。
（2）锰为扩大γ相区元素，起到稳定奥氏体的作用。
由于Mn的添加将降低Ac1，和Ac3，因此含锰钢在同样的处理条件下将比低碳钢得到更高的马氏体体积分数。
（3）合金元素铬可增加奥氏体淬透性，降低铁素体的屈服强度，有利于获得低屈服强度的双相钢。
（4）元素铝可以使铁素体从奥氏体中析出并增加奥氏体的稳定性，对珠光体的形成具有强烈的阻碍作用，有利于在实际生产中控制工艺参数。
（5）铌是目前应用较多的合金元素之一，双相钢中铌的添加可在热轧和奥氏体转变为铁素体的过程中延迟静态和动态再结晶，进而细化铁素体和淬火后的马氏体晶粒，提高双相钢的强度同时改善其塑韧性。
（6）V和Ti是强碳化物形成元素，由于其容易和C, N原子结合生成二次相，故可以起到细化晶粒，强化基体的作用。
3、性能指标由于双相钢的显微组织具有细化晶粒、晶界强化、第二相弥散强化、亚晶结构及残留奥氏体利用等强韧化手段,而使得双相钢综合性能优良,表现在其既具有高的强度又具有良好的韧塑性。
trip效应原理
trip效应原理
TRIP效应，全称为相变诱发塑性效应，是指钢中稳定存在的残余奥氏体在变形过程中向马氏体转变时引入了相变强化和塑性增长。
为了实现渐进式转变，残余奥氏体必须有足够的稳定性。
在材料组织上，TRIP效应体现为残余奥氏体本身的成分、大小、形貌和周围环境的影响，以及与残余奥氏体共存的相（如铁素体、贝氏体）的晶粒尺寸、质量分数、化学成分及形态的综合作用。
只有实现显微组织中各组成相的优化组合，才能提高TRIP钢的强度和塑性。
此外，TRIP效应的相变诱发机制是在钢板受到一定的外部载荷时，应变在缺陷多的部位集中，同时诱导马氏体形核。
当聚集到一定程度时，钢中的亚稳残余奥氏体开始向马氏体转变。
由于马氏体是硬相，使局部硬度提高，钢继续变形变得困难，从而变形向周围组织转移，材料的颈缩被推迟，随着变形的继续进行，材料的延伸性大大提高，塑性提高。
另外，材料在变形过程中，马氏体形成，位错增加，材料的加工硬化能力明显提高。
因此，TRIP钢在提高材料强度的同时并没有牺牲材料的塑性。
这种由于材料的相变而导致的材料塑性增加的现象称为相变诱发塑性。
TRIP钢作为汽车结构部件可减轻汽车重量、增强汽车抗冲击能力，具有良好的成形性、刚性、碰撞能量吸收能力、焊接性、疲劳耐久性、耐腐蚀性，又可节省材料生产和使用的能耗，减少环境污染，具有经济、生态、社会效益。
如需更多信息，建议查阅TRIP效应相关论文获取。
汽车用先进高强度钢的特点和生产工艺
汽车用先进高强度钢的特点和生产工艺摘要：汽车轻量化和安全性对汽车用钢的性能提出了新的、较高的要求，具体有以下6个方面：优良的成形性能；在保证塑性、延性指标的同时，提高强度降低冲压件重量；良好的表面状态和形貌、严格的尺寸精度；良好的连接性能和保型性能；抗时效性稳定性和油漆烘烤硬化性；耐蚀性能。
先进高强度钢，其英文缩写为AHSS（Advanced High Strength Steel），主要包括双相（DP）钢、相变诱导塑性（TRIP）钢、复相（CP）钢、马氏体（M）钢、热成形（HF）钢和孪晶诱导塑性（TWIP）钢。
关键词：先进高强度钢汽车用钢发明热轧冷轧前言：迅猛发展的汽车工业更加突显出环保、能源等方面的难题。
汽车用高强度钢对汽车工业的发展起着举足轻重的作用，是汽车轻量化的关键材料之一。
在未来的数年内，我国汽车工业将会取得更大的发展，对汽车用高强度钢的要求也会越来越多，汽车开发公司需进一步加强与钢铁研究者的合作，这对发展汽车用高强度钢板，促进我国汽车行业发展以及提高我国汽车竞争能力大有裨益。
1高强度板料的特性高强度板料具有很高的抗拉强度、耐冲击性，其抗拉强度是普通材料的3倍甚至更多，因此对汽车的碰撞安全性能非常重要。
高强度板料的这种特性对汽车的安全、减重和节能是非常重要的，其效果也是非常明显的。
研究结果表明，使用高强度板料，汽车冲压件抗拉强度从220MPa提高到700MPa，材料厚度从1.8mm减小到1.4mm，而材料可吸收冲击能指数则基本保持不变。
汽车减重也与材料强度密切相关。
研究表明，材料抗拉强度从300MPa左右提高到900MPa左右，汽车减重率则从25%左右提升到40%左右。
由此可以看出使用高强度板料已是汽车行业以后发展的趋势。
但板料的强度和塑性一般是矛盾的，板料强度的提高必然导致塑性下降。
而板料塑性的下降就为冲压件的成型带来了很多问题和难题，回弹就是其中冲压件成型过程中很难避免的缺陷之一。
trip钢研究的现状与发展的概述
trip钢研究的现状与发展的概述trip钢研究的现状与发展的概述引言：近年来，新材料的研究与应用取得了长足的进展，在其中，trip钢作为一种重要的新型高强度钢材备受瞩目。
trip钢以其优异的力学性能和耐腐蚀性能，广泛应用于汽车、建筑和航空航天等领域。
本文将就trip钢研究的现状与发展进行深入探讨，并分享我的观点和理解。
一、trip钢的基本特性1. 高强度：trip钢以其出色的强度特性而闻名，常用于制造高强度结构件，如车身、发动机支撑件等。
其抗拉强度和屈服强度明显高于传统钢材。
2. 良好的塑性：trip钢具有良好的塑性，不易发生断裂，能够在挤压、拉伸等工艺过程中保持较好的可塑性，有利于工程加工和成形。
3. 优异的耐腐蚀性：trip钢通过合金化和微观组织调控，能够有效抵御外界环境对钢材的侵蚀，具有很好的耐腐蚀性能，延长了使用寿命。
4. 良好的焊接性能：trip钢在焊接过程中表现出较低的热裂倾向和良好的焊缝塑性，使其成为工程结构中的理想材料。
二、trip钢研究的现状1. 合金化研究：通过添加特定的合金元素，如锰、硅等，可以有效提高trip钢的强度和塑性，改善其综合性能。
目前，研究人员正在探索不同合金化方式对trip钢性能的影响，并努力寻找合适的合金化配方。
2. 微观组织调控：trip钢的微观组织对其力学性能具有重要影响。
通过控制相变温度和相变形貌等因素，研究人员正在寻求最佳的微观组织设计，以提高trip钢的强度和韧性。
3. 加工工艺研究：trip钢的加工过程对其综合性能具有重要影响。
目前，研究人员正致力于开发适用于trip钢的新型加工工艺，以提高生产效率和降低成本。
三、trip钢研究的未来发展趋势1. 多功能性：人们对trip钢的要求越来越高，希望其不仅具有高强度和良好的塑性，还能够具备其他功能，如自修复、防腐蚀等。
未来，研究人员将进一步探索多功能trip钢的合成方法和性能优化策略。
2. 精细化制备：目前，trip钢制备过程中存在着杂质的掺入和组织非均匀的问题。
《TRIP钢概述》课件
化学性能
总结词
良好的耐腐蚀性和抗氧化性
详细描述
TRIP钢经过特殊处理，具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。它能够抵抗大气、水和酸的侵蚀，延长使用寿命。在高 温环境下，TRIP钢也能保持稳定的化学性能。
04
trip钢的制造技术
热处理技术
热处理技术是制造TRIP钢的关键环节之一，主要包 括固溶处理和相变诱发塑性效应。
总结词
随着经济的发展和市场需求的变化， trip钢的市场前景广阔。
详细描述
trip钢在汽车、建筑、机械制造等领 域具有广泛的应用前景。随着技术的 进步和应用领域的拓展，trip钢的市 场需求将继续增长，为钢铁行业的发 展带来新的机遇和挑战。
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02 连铸机 用于将钢水铸成铸坯。
03 轧机 用于对铸坯进行轧制。
04 热处理设备 用于对钢板进行热处理。
05 表面处理设备 用于对钢板进行表面处理。
生产原料
01
02
03
04
铁矿石
作为主要原料，用于炼制成钢 水。
废钢
作为辅助原料，用于调整钢的 成分。
合金元素
如铬、镍、钼等，用于调整钢 的性能。
石灰石、白云石等
02
trip钢的生产工艺
生产流程
01 02 03 04 05
熔炼 连铸 轧制 热处理 表面处理
将原材料进行熔炼，形成钢水。 将钢水通过连铸机，形成铸坯。 对铸坯进行轧制，形成不同规格的钢板。 对钢板进行热处理，以调整其机械性能。 对钢板进行表面处理，以提高其耐腐蚀性和美观度。
生产设备
01 熔炼炉 用于熔炼原材料。
固溶处理是将钢加热至奥氏体状态，然后迅速冷却 至室温，以获得过饱和的固溶体，提高钢的强度和 韧性。
相变诱发塑性(TRIP)钢
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------相变诱发塑性(TRIP)钢Transformation Induced Plasticity Steel1/ 25? TRIP钢板最先是由V.F.Zackay发现并命名 ? 随着节能减排要求逐渐严栺和汽车制造技术的发展,越来越多的高强度钢板被用于汽车结构件和覆盖件的制造 ? 与其它高强度钢板相比, DP 钢和 TRIP 钢都具有高强度和良好韧性的优点, 是汽车轻量化的理想材料 ? 目前, DP 钢在汽车上的应用比 TRIP 钢广泛 ? 虽然 TRIP 钢目前在汽车用钢中所占比例仅 4 % , 但由于其独特的强韧化机制和高的强韧性 (强塑积可达21000MPa·%) ,被公认为是新一代汽车用高强度钢板 ? 日本的钢铁公司目前在TRIP 钢方面的研究、开发已处于世界领先地位---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? TRIP效应是残余奥氏体向马氏体转变使得强度和塑性同时提高的效应。
这种残余奥氏体在室温下比较稳定 , 但在变形时会发生马氏体相变 , 诱发钢的塑性提高 ? TRIP 钢在变形过程中 , 残余奥氏体转变成高强度的高碳马氏体 , 同时伴随着体积膨胀 , 因而抑制了塑变的不稳定 , 增加了均匀延伸的范围 , 故使得强度和塑性同时提高。
3/ 25基本合金元素? C元素的影响 ? Si元素的作用 ? Mn元素的作用非基本元素? 微合金元素作用? 其它合金元素的作用---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? 在低碳Si-Mn系TRIP钢中，能最有效地稳定奥氏体的元素是C，奥氏体中含C量是影响其Ms点的主要因素 ? 同时，随着低碳Si-Mn 系TRIP钢中C含量的提高，其在临界温度范围内退火时所形成的奥氏体体积分数也提高，由此可见增加钢中C元素的含量，可显著提高显微组织中残余奥氏体含量 ? 当然，TRIP钢作为成型用钢含碳量不能太高，一是影响成型性，二是影响焊接性能 ? C-Si-Mn系TRIP 钢中C含量一般低于0.02%5/ 25? Si元素可提高C在铁素体中的活度，起到净化铁素体中C原子的作用，使奥氏体富C，增加了过冶奥氏体的稳定性 ? 冶却过程中，Si元素抑制碳化物的形核与析出，使珠光体转变“C”曲线右移，滞缓了珠光体的形成 ? 在贝氏体转变区等温时，由于Si元素为非碳化物形成元素，又以置换固溶体的形式存在，扩散很困难，故使碳化物形核困难，导致贝氏体铁素体和过冶奥氏体中均无碳化物析出---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? 另外，Si元素有缩小奥氏体相区的的作用，Si元素含量提高，在两相区退火时使奥氏体比例下降 ? 低碳Si—Mn系TRIP钢中含Si 量只有在超过1.0% 的情冴下，才有可能导致最终显微组织中残余奥氏体的体积分数显著提高 ? 低碳Si—Mn系TRIP钢中，Si元素含量控制在 1.0%~1.5%之间7/ 25? Mn元素有较强的稳定奥氏体的作用，在TRIP钢中加入Mn元素，有利于在最终显微组织中保留较多的残余奥氏体 ? Mn主要影响奥氏体生成后向铁素体长大的过程以及奥氏体与铁素体的最终平衡 ? 加入Mn元素使先共析铁素体析出线右移，这样使退火冶却过程中铁素体析出量较少，以保证最终显微组织中残余奥氏体含量 ? 当钢中Mn含量较高时，会导致TRIP钢板中生成带状组织；但是Si元素的存在，可消除钢板中的带状组织 ? 低碳Si-Mn系TRIP钢中Mn元素的成分变化范围在1.0%~2.0%之间---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? 微合金元素铌可有效控制TRIP钢的奥氏体化、再结晶、晶粒长大以及元素迁移，还可控制热轧、临界区退火、冶却、贝氏体形成温度范围内的等温和应变过程中的各种相变，影响奥氏体向铁素体和贝氏体中的转变及残余奥氏体的体积分数和稳定性，这些均有利于TRIP钢获得优良的力学性能? ω(Nb)=0.05%与不含铌的热轧TRIP 钢相比，前者可以同时获得高的伸长率和高强度9/ 25? Mo是强烈稳定奥氏体元素，同时具有重要的固溶强化作用，此外Mo能强烈延迟碳化物的析出，能起到部分取代Si的作用---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ? P：磷可以用来减小硅在TRIP钢中的聚集而不影响钢的力学性能，对Ac1、Ac3的影响较小 ? Cu：铜有很强的固溶强化作用，但铜的溶解仅在高温时发生；铜还通过细化晶粒来提高强度；含铜的TRIP 钢避免了贝氏体相变过程中碳化物的形成，使残余奥氏体的稳定性得到提高，综合力学性能最佳，而且具有降低等温温度和缩短等温时间的作用，能够降低能量消耗，节省时间，提高生产率 ? Al：铝降低了碳在铁素体中的活度系数，提高碳在铁素体中的固溶度，高的铝含量，导致了残余奥氏体的高的碳含量；铝提高了渗碳体开始温度，更重要的是，铝加速了贝氏体的形成；铝的缺点是固溶强化效果差，以及大大的提高了Ms温度11/ 25? TRIP钢的成分以C-Mn-Si合金系统为主，有时也可根据具体情冴添加少量的Cr、V、Ni等合金元素。
TRIP钢组织与性能
提高钢板性能的方法－－无间隙原子钢
（Interstitial-Free 钢）
极低的碳、氮含量，加入钛等微量合金元素，有极 好的成形性
提高钢板性能的方法－－固溶强化
一定量的碳、氮含量，加入价廉的硅、锰元素， 强度水平为440MPa
提高钢板性能的方法－－沉淀硬化
含有一定量的碳、氮，加入钒、钛、铌等微 量元素，形成碳化物，强度水平为780～ 980MPa
• Zackay认为，这些高强度钢由于发生了应 变诱发马氏体相变，推迟了颈缩的开始时间， 导致了塑性的提高，这就是相变诱发塑性。
• Zackay提出，将具有相变诱发塑性这一特 性的钢，统称为TRIP钢。
• Zackay的TRIP钢含有大量的合金元素，成 本很高，所以，没有被广泛的使用。
5 低碳低合金TRIP钢
• 用TRIP钢试制的汽车零件（front-side-member）， 板厚为1.4mm，用500t压机，经四道工序冲压而成
材料
σs σb δ/% n 值 r 值 极 限 变 实 际 变
/MPa /MPa
形量 形量
TRIP 钢板 471 690 30.2 0.20 1.00 36％ 28％
高强度钢板 220 355 43.1 0.24 1.60
0.185 C-1.0Si-1.87Mn 430 840 29.5 上海大学
不同强化机制的高强度钢板的强度和塑性
• 与传统的强化方式相比较：
– TRIP钢在提高钢板强度的同时，仍然保持 良好的塑性。
– TRIP钢具有最高的强塑积（抗拉强度与延 伸率的乘积）
• 目 前 ， 低 碳 TRIP 钢 的 强 塑 积 已 达 到 了 24,000MPa ， 比 目 前 所 有 的 汽 车 用 钢 材 高 得多。
热处理基础知识问与答4
热处理基础知识问与答480、什么是马氏体相变塑性现象？何谓“TRIR”钢及它的性能特点是什么？答：金属及合金在相变过程中，塑性增加，往往低于母相屈服极限的条件下，即发生了塑性变形，称之为相变塑性。
利用马氏体相变塑性设计出几种Ma高于室温而Ms低于室温的钢，他们在常温下形变时，会诱发形成M，M转变反过来又诱发塑性提高，这种钢兼有很高的强度和塑形，故称为相变诱发塑性（TRIR）钢。
81、简述激光热处理的原理和优点是什么答：激光淬火技术，又称激光相变硬化，是利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面，使其温度迅速升高到相变点以上，当激光移开后，由于仍处于低温的内层材料快速导热作用，是表层快速冷却到马氏体相变点以下，获得淬硬层。
优点：与感应加热淬火相比，使用的能量密度更高，加热速度更快，不需要淬火介质，工件变形更小，加热层深度和加热轨迹易于控制，易于实现自动化，激光淬火可使工件表层0.1-1.0mm范围内的组织结构和性能发生明显变化。
82、淬火态钢中常见的马氏体有哪几种类型?形成条件是什么?分别指出其亚结构和性能特点。
答：主要形态板条马氏体，片状马氏体。
奥氏体转变后，所产生的M的形态取决于A中的含碳量，含碳量<0.6%的为板条马氏体，含碳量在0.6-1.0%之间为板条和针状混合的M，>1%的为针状马氏体。
板条马氏体的亚结构主要由高密度的位错组成，并存在条间A。
板条马氏体具有较高的强度和硬度，而且塑性任性也好。
片状马氏体的亚结构主要由互相平行的细小孪晶组成，并集中在M片的中央部分，具有高硬度，脆性大。
83、淬火态钢中常见的马氏体形态有哪几种？分别说出它们的亚结构。
板条、片（针）状；位错、孪晶84、晶体中的位错有两种基本类型？位错在晶体中主要运动方式有哪两种？刃、螺；滑移、攀移85、零件失效的主要形式分为哪四大类？答：材料的变形，断裂，磨损和腐蚀。
86、对高碳钢实施球化退火工艺的目的是什么?试画出等温球化退火的工艺曲线。
0.2C-1.5Mn-1.5Si相变诱发塑性(TRIP)钢板在烤漆过程中的组织和力学性能变化
Ｖａ ｉ ｔ ｎ ｏ ｉｒ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ Ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌＰ ｏ ｅ ｔ ｓｏ ． Ｃ－． Ｍ ｎ １ ５ ｉ ｒａ ｉ ｆＭ ｃ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ ｃ ａ ｉ ａ ｒ ｐ ｒｉ ｆ０ ２ １ ５ ｏ ｅ －． Ｓ
（ ．山东 大学 材料 科 学与工 程学 院 ， １ 山东 济 南 ２ ０ ６ ；．韩 国机械 材料 研 究所 ， 国 昌原 ５ ０ １２ 韩
摘要： 本文 系统地 研究 了 ０２ 一．Ｍｎ１５ ｉ ＲＰ钢板 在 烤漆 硬 化 处理 过 程 中组 织 和力 学 性能 的变 化 规律 。结 ． Ｃ１５ 一． Ｓ Ｔ Ｉ 果表 明 ， 烤漆过 程 中 ，ＲＰ钢板 中处 于亚 稳态 的残 留奥 氏体 发 生 了贝 氏体 相变 ， 烤 漆 处理 的 Ｔ Ｉ 在 ＴＩ 经 ＲＰ钢板 屈 服 强 度提 高 ， 表现 出一定 程度 的烤漆 硬化性 。 关 键词 ： 相变诱 发塑性 （ ＲＰ 钢 ； Ｔ Ｉ ） 烤漆处 理 ； 留奥 氏体 ； 氏体 ； 学性 能 残 贝 力
ｔｅ ｉｓ
１引 言
近２ ０年 来 ， 相变 诱 发 塑性 （ห้องสมุดไป่ตู้Ｒ Ｐ） 钢 板 的研 究 ＴＩ
１５ ｉ Ｒ Ｐ钢板 在烤漆 处理 过程 中组 织性 能 的变化 规 ． Ｓ Ｉ Ｔ
律 ， Ｔ Ｉ 的实 际应 用提 供 了理论 基础 。 为 ＲＰ钢
受到 了冶金行 业 和汽车 工业 的广泛 关注 。通过适 宜 的
Ａｂｓｒ ｃ Ｔｈ ａ ｉｔｏ ｕ ｅ ｏ ｃ ｏ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｉａ ｒ ｐ ｒｉ ｓｏ ． ｔ ａ ｔ： ｅ ｖ ｒａ ｉｎ ｒ ｌ ｆｍｉ ｒ ｓｒ ｔ ｒ ｎ ｃ ａ ｃ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆ０ ２Ｃ一 ． Ｍｎ一 ． ｉＴＲＩ ｔｅ ｈｅ ｔ ｕ ｎｇ ｕ ｎ ｌ １５ １ ５Ｓ Ｐ ｓｅ ｌｓ ｅ ｓｄ ｒ ｉ ｐ ｉ ｔｂ ｋ ｎ ｓ ｉｖ ｓｉ ａｅ ｈ ｅ ｒ ｓ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｓ ｍｅ ｒ ｔ ｎ ｄ ｍｅａ ｔｂ ｅ ａ ｓｅ ｉｅ ｔａ ｓｏ ｍｓ ｉ ｏ ｂ ｎ ｔ ｕ ｎｇ ａ ｎ ａ ｉ ｇ ｗａ ｎ ｅ ｔｇ ｔｄ．Ｔ ｅ ｕｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｏ ｅ ａ ｅ ｔ ｓａ ｌ ｕ ｔｎ ｔ ｒ ｆｒ ｎｔ ａ ｉｅ ｄ ｒ ｓ ｉ ｎ ｉ ｉ ｐ ｉ ｔｂ ｋ ｎ ． ｔ ｒｐ ｎ ａ ｉ ｇ，ｈ ａ ｎ ａ ｉ ｇ Ａｆｅ ａ ｔｂ ｋ ｎ ｔｅ ＴＲＩ ｔｅ ｈ ｅ ｓ ｓ ｏ ｃ ｒａ ｎ ｂ ｋ — ａ ｄ ｎ ｎ ｄ ｔ ｅ ｙ ｅｄ ｓｒ ｎ ｔ ｓ ｉ ｃｅ ｓ ｄ． ｉ Ｐ ｓｅ ｌｓ ｅ ｔ ｈ ｗ ｅ ｔ ａ ｅ ｈ ｒ ｅ ｉ ｇ ａ ｉ ｌ ｔｅ ｇｈ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ ｉ ｎ ｈ
trip钢研究的现状与发展
trip钢研究的现状与发展随着工业化和城市化的不断发展，钢铁行业作为基础产业之一，一直扮演着重要的角色。
而在钢铁生产中，trip钢作为一种新型高强度钢材，近年来备受关注。
本文将从trip钢的定义、研究现状、发展趋势等方面进行探讨。
一、trip钢的定义trip钢，全称Transformation Induced Plasticity钢，即通过相变诱导塑性来提高钢材的强度和塑性。
trip钢是一种由低碳钢、铝、硅、锰等元素组成的复合材料，其特点是在应力作用下，钢材中的奥氏体相会发生相变，从而使钢材的塑性得到提高。
二、trip钢的研究现状trip钢的研究始于上世纪80年代，当时主要是在日本和欧洲进行。
近年来，我国也开始了trip钢的研究工作。
目前，国内外学者对trip钢的研究主要集中在以下几个方面：1. trip钢的制备技术：trip钢的制备技术是trip钢研究的重要方向之一。
目前，主要采用的方法有热轧、冷轧、热处理等。
2. trip钢的力学性能：trip钢的力学性能是trip钢研究的核心问题。
目前，学者们主要关注trip钢的强度、塑性、韧性等方面的性能。
3. trip钢的微观结构：trip钢的微观结构是影响trip钢力学性能的重要因素。
目前，学者们主要通过电子显微镜、X射线衍射等手段来研究trip钢的微观结构。
三、trip钢的发展趋势随着汽车、航空、航天等行业的不断发展，对高强度、高韧性的材料需求也越来越大。
trip钢作为一种新型高强度钢材，具有广阔的应用前景。
未来，trip钢的发展趋势主要有以下几个方面：1. 制备技术的改进：trip钢的制备技术是trip钢发展的关键。
未来，学者们将继续改进trip钢的制备技术，提高trip钢的制备效率和质量。
2. 力学性能的提高：trip钢的力学性能是trip钢发展的核心问题。
未来，学者们将继续研究trip钢的力学性能，提高trip钢的强度、塑性、韧性等方面的性能。
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TRIP
效应是残余奥氏体向马氏体转变使得强度和 塑性同时提高的效应。这种残余奥氏体在室温下比 较稳定 , 但在变形时会发生马氏体相变 , 诱发钢的 塑性提高 TRIP 钢在变形过程中 , 残余奥氏体转变成高强度的 高碳马氏体 , 同时伴随着体积膨胀 , 因而抑制了塑 变的不稳定 , 增加了均匀延伸的范围 , 故使得强度 和塑性同时提高。
另外，Si元素有缩小奥氏体相区的的作用，Si
元素含量提高，在两相区退火时使奥氏体比例 下降 低碳Si—Mn系TRIP钢中含Si量只有在超过1.0% 的情冴下，才有可能导致最终显微组织中残余 奥氏体的体积分数显著提高 低碳Si—Mn系TRIP钢中，Si元素含量控制在 1.0%~1.5%之间
具有良好的碰撞吸能特性是高强度钢板的一个
主要优势
TRIP 钢加工硬化速率变化较平缓, 随应变呈线 性下降趋势;而 DP 钢加工硬化速率下降较快, 随 应变呈指数曲线下降趋势。因而, 在变形初始阶 段, DP 钢具有较好的吸能特性， 而在大变形阶 段, TRIP 钢的吸能特性更显著
在汽车用普通钢用量不断下降的同时 , 高强 度钢和超高强度钢的用量则稳步增长。尤其是先 进高强度钢 (AHSS) 中的双相钢和相变诱发塑性 钢 , 由于其性能优良 , 更成为工业界和科学界关 注的热点。TRIP钢近几年在国外工业发达国家受 到高度重视，对其研究开发及应用的进展很快。 国内近几年虽然也对TRIP钢板进行了一些实验研 究，但与国外相比仍有相当大的差距，今后国内 应加大 TRIP 钢的研究 , 加快它的生产和应用。
Mn元素有较强的稳定奥氏体的作用，在TRIP钢
中加入Mn元素，有利于在最终显微组织中保留 较多的残余奥氏体 Mn主要影响奥氏体生成后向铁素体长大的过程 以及奥氏体与铁素体的最终平衡 加入Mn元素使先共析铁素体析出线右移，这样 使退火冶却过程中铁素体析出量较少，以保证 最终显微组织中残余奥氏体含量 当钢中Mn含量较高时，会导致TRIP钢板中生成 带状组织；但是Si元素的存在，可消除钢板中 的带状组织 低碳Si-Mn系TRIP钢中Mn元素的成分变化范围 在1.0%~2.0%之间
Mo是强烈稳定奥氏体元素，同时具有重要的固
溶强化作用，此外Mo能强烈延迟碳化物的析出， 能起到部分取代Si的作用 P：磷可以来减小硅在TRIP钢中的聚集而不影
响钢的力学性能，对Ac1、Ac3的影响较小 Cu：铜有很强的固溶强化作用，但铜的溶解仅 在高温时发生；铜还通过细化晶粒来提高强度； 含铜的TRIP钢避免了贝氏体相变过程中碳化物 的形成，使残余奥氏体的稳定性得到提高，综 合力学性能最佳，而且具有降低等温温度和缩 短等温时间的作用，能够降低能量消耗，节省 时间，提高生产率 Al：铝降低了碳在铁素体中的活度系数，提高 碳在铁素体中的固溶度，高的铝含量，导致了 残余奥氏体的高的碳含量；铝提高了渗碳体开 始温度，更重要的是，铝加速了贝氏体的形成； 铝的缺点是固溶强化效果差，以及大大的提高 了Ms温度
过去
TRIP 钢的静态力学性能研究得比较多 ,而 在工艺性能和动态力学性能方面研究得较少 ,目 前这些方面已得到人们的普遍重视 , 并开展了 一系列的实验研究 , 例如材料的成形性能、焊 接性能、热镀锌性能等
将TRIP钢与目前常用的DP钢迚行对比试验
TRIP
钢有明显的屈服平台, 而 DP 钢则呈现连续 屈服的特点, 故 DP 钢具有低屈服点、高抗拉强 度的优点 TRIP 钢的断裂伸长率进高于DP钢，即相同强度 级别的TRIP 钢延伸性能显著优于 DP 钢 TRIP 钢具有较高的应变硬化指数 n 值, 但DP 钢 具有较高的初始加工硬化能力，因此, TRIP 钢 的均匀变形能力较强, 有利于冲压成型较复杂的 零件, 而 DP 钢可用于生产早期成型有鼓包和褶 皱的零件 DP 钢的厚向异性指数 r<1, 而 TRIP 钢 r>1, 这说 明在相同的变形下, DP 钢比 TRIP 钢更易发生厚 度方向的变形, 而 TRIP 钢板拉裂的可能性和起 皱趋向性降低
铁素体是TRIP钢中的基体组织，硬度低，塑性
较好，其含量由两相区等温转变过程控制，一 般在50％以上
贝氏体作为TRIP钢中的硬质相，能提高TRIP钢
的强度 钢板在贝氏体转变区等温处理时，发生奥氏体 向贝氏体的转变，由于碳原子在贝氏体中固溶 度进小于奥氏体，因此大量的碳原子将扩散到 相邻奥氏体内 随着贝氏体区的长大，相邻奥氏体内的碳浓度 不断升高，直到奥氏体的临界转变温度T0接近 于等温温度
Si元素可提高C在铁素体中的活度，起到净化铁
素体中C原子的作用，使奥氏体富C，增加了过 冶奥氏体的稳定性 冶却过程中，Si元素抑制碳化物的形核与析出， 使珠光体转变“C”曲线右移，滞缓了珠光体 的形成 在贝氏体转变区等温时，由于Si元素为非碳化 物形成元素，又以置换固溶体的形式存在，扩 散很困难，故使碳化物形核困难，导致贝氏体 铁素体和过冶奥氏体中均无碳化物析出
TRIP
钢具有较高的 FLD0( 平面应变特征点) 值， 因此TRIP 钢具有较好的极限变形能力 在双向拉伸变形区域, TRIP 钢的安全成型裕度 比 DP 钢高，所以, 相同强度级别下的 TRIP 钢 的冲压成型性优于 DP 钢
DP
钢和 TRIP 钢在况炼过程中加入了 Si、Mn 等 元素, 这些元素的存在使钢板焊接工艺性能下降 DP 钢在约 200 点时就出现了点蚀。点蚀提高了 其周围的电流密度和电极压力, 导致其周围产生 更严重的塑性变形和脱落, 加速电极磨损 TRIP 钢焊接接头中心的硬度略高于基体硬度, 但差异很小, 而焊接热影响区硬度上升较明显， 而且TRIP 钢的焊接有其特殊性, 母材要靠相变 诱发塑性效应后才体现好的强塑性, 而焊丝材料 没有相变诱发塑性效应
基本合金元素
C元素的影响 Si元素的作用 Mn元素的作用
非基本元素
微合金元素作用
其它合金元素的作用
在低碳Si-Mn系TRIP钢中，能最有效地稳定奥氏
体的元素是C，奥氏体中含C量是影响其Ms点的 主要因素 同时，随着低碳Si-Mn系TRIP钢中C含量的提高， 其在临界温度范围内退火时所形成的奥氏体体 积分数也提高，由此可见增加钢中C元素的含 量，可显著提高显微组织中残余奥氏体含量 当然，TRIP钢作为成型用钢含碳量不能太高， 一是影响成型性，二是影响焊接性能 C-Si-Mn系TRIP钢中C含量一般低于0.02%
热轧工艺
热轧
TRIP钢通过形变 热处理来获得 , 在形 变热处理的过程中 , 热轧后的钢板组织随 冶却发生快速的相变 , 可以获得包含铁素体、 贝氏体和残余奥氏体 的多相显微组织。在 卷取过程中奥氏体会 发生相变 ,成为贝氏体。
冶轧工艺
TRIP
钢经粗轧、热轧 和冶轧后 , 钢板组织 由铁素体和奥氏体组 成 , 其热处理工艺为 两相区退火加贝氏体 区等温淬火 , 然后空 冶至室温。在贝氏体 区等温处理时 , 大部 分奥氏体转变为贝氏 体 , 少量保留下来 , 最 终钢板的组织中包含 铁素体、贝氏体和残 余奥氏体。
Transformation Induced Plasticity Steel
TRIP钢板最先是由V.F.Zackay发现并命名 随着节能减排要求逐渐严栺和汽车制造技术的发展,
越来越多的高强度钢板被用于汽车结构件和覆盖件 的制造 与其它高强度钢板相比, DP 钢和 TRIP钢都具有高强 度和良好韧性的优点, 是汽车轻量化的理想材料 目前, DP 钢在汽车上的应用比 TRIP 钢广泛 虽然 TRIP 钢目前在汽车用钢中所占比例仅 4 % , 但 由于其独特的强韧化机制和高的强韧性 (强塑积可 达21000MPa·%) ,被公认为是新一代汽车用高强度 钢板 日本的钢铁公司目前在TRIP 钢方面的研究、开发 已处于世界领先地位
残余奥氏体是TRIP效应的来源 残余奥氏体含量与稳定性对TRIP效应都有影响，
只有达到残余奥氏体含量与稳定性的统一，才 能获得最佳的力学性能 残余奥氏体含量主要受贝氏体区等温温度和时 间控制，而残余奥氏体的稳定性的影响因素主 要有：化学成分、温度、残余奥氏体的晶粒尺 寸、残余奥氏体的强度和周围相的强度 位于多边形铁索体内或铁素体、贝氏体晶粒间 的粗大的残余奥氏体在变形的前阶段就转化为 马氏体；而沿晶界分布的残余奥氏体却很稳定， 甚至在变形结束时还存在于显微组织内
微合金元素铌可有效控制TRIP钢的奥氏体化、
再结晶、晶粒长大以及元素迁移，还可控制热 轧、临界区退火、冶却、贝氏体形成温度范围 内的等温和应变过程中的各种相变，影响奥氏 体向铁素体和贝氏体中的转变及残余奥氏体的 体积分数和稳定性，这些均有利于TRIP钢获得 优良的力学性能 ω(Nb)=0.05%与不含铌的热轧TRIP钢相比，前 者可以同时获得高的伸长率和高强度
TRIP钢的成分以C-Mn-Si合金系统为主，有时
也可根据具体情冴添加少量的Cr、V、Ni等合金 元素。因此，它的成分特征是：低碳、低合金 化、钢质纯净
TRIP钢具有多相组织，既有软相铁素体，也有
硬相贝氏体，还有亚稳定的残余奥氏体，钢中 组织的合理配比、亚稳相的稳定性等决定了 TRIP钢的力学性能