TRIP钢工艺、原理、性能、综合概述
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TRIP钢工艺、原理、性能、综合概述
一、贝氏体简要介绍:
钢在珠光体转变温度以下，马氏体转变温度以上的温度范围内，过冷奥氏 体发生贝氏体转变，又称中温转变。
贝氏体是由铁素体和碳化物组成的机械混合物，贝氏体转变是有扩散有共 格的转变，扩散是指在转变过程中发生碳在铁素体中的扩散，共格是指奥氏 体向铁素体转变是通过切变的方式进行晶格改组，新相铁素体和母相奥氏体 保持一定的位相关系。
四、贝氏体形成机制与微观机理
一、首先从宏观上讲贝氏体转变具有以下特点：
（1）贝氏体转变是一个形核与长大的过程
上贝氏体中铁素体晶核一般优先在奥氏体晶界贫碳区上形成，下贝氏体
由于过冷度大，铁素体晶核可在奥氏体晶内形成。这些与上下贝氏体最终形
态有直接联系。
（2）贝氏体中铁素体的形成是按照马氏体转变机制进行的
由于贝氏体中含碳量、合金元素以及转变温度不同，钢中贝氏体组织形态 有很大差异，可分为上贝氏体（贝氏体区间较高温度）和下贝氏体两大类。
光学显微镜下，上贝氏体组织为典型羽毛状，在电子显微镜下，上贝氏体 由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的条状铁素体和在相邻铁素体条间存在 的断续的短杆状的渗碳体所构成，铁素体含过饱和的碳，存在位错纠缠。在 光学显微镜下，下贝氏体呈黑色针状，可以在奥氏体晶界上形成，更多在奥 氏体晶内沿某些晶面单独或成堆长成针叶状。电子显微镜下，下贝氏体由含 碳过饱和的片状铁素体和其内部析出的微细έ-碳化物组成。
贝氏体中铁素体和奥氏体保持共格联系并沿母相奥氏体特定晶面依靠切
边而长大。贝氏体中铁素体与母相奥氏体保持严格的结晶学位相关系
贝氏体铁素体按马氏体转变机制形核原因：过冷奥氏体中存在碳原子的
扩散重分布，造成贫碳区和富碳区，假设等温温度是T1，当某一贫碳区的碳
含量低于某一临界值C1(对应Ms为T1)，其Ms点已经高于T1,此时，这一贫碳区
在T1温度就通过马氏体转变机制形成铁素体。
（3）贝氏体中碳化物的分布与形成温度有关
贝氏体在中温区不同等温温度，由于贝氏体中碳化物分布不同，可以形成 不同类型的贝氏体 [8]。
对于低碳钢，如果转变温度比较高，碳原子扩散能力比较强，在贝氏体
中铁素体形成的同时，碳原子可以由铁素体通过铁素体—奥氏体相界面向奥
其中TRIP钢优异力学性能源于马氏体强化、TRIP效应 （量和时间）及二者的最优匹配，马氏体相变动力学是控制 两者匹配的关键[2]。目前主要有基于应力辅助、应变诱发、 和热诱发马氏体相变的三类相变热力学和动力学模型。
成形性、焊接性、可镀性都是指TRIP钢的使用性能，这 些性能的好坏与TRIP钢的成分设计，热处理工艺有直接关系 例如：
（3）锰是奥氏体形成元素，可是渗碳体开始析出的温度降低， 使TRIP钢的Ms点下降，残余奥氏体含量增加，但是过高Mn含量会 导致组织呈带状化，并且会引起残余奥石头过分稳定，不利于TRIP 效应发生。
（4） 对于铝有不同的说法，但是普遍认为铝能有效抑制贝氏 体相变过程渗碳体的析出，而且加速贝氏体的形成 。铝含量高会 提高参与奥氏体的含碳量 因而增加残余奥氏体的稳定性，但是铝 增加也显著提高Ms点，这又会降低参与奥氏体的稳定性。因此铝 对残余奥氏体稳定性有双重作用，因此需恰当控制铝含量，并TRIP且钢工艺、原理、性能、综合概述
第一部分：文献阅读与理论学习
阅读文献总量为中文文献36篇，英文文献17篇，基本 是从先易后难，先了解后深入，先中文后英文的顺序 完成的。总体可以分为以下几个部分：
一 贝氏体简要介绍 二、TRIP钢国际前沿 三、贝氏体中主要元素及微量元素对贝氏体性能和
TRIP效应影响 四、贝氏体形成机制与微观机理 五、热处为，碳、锰、硅、铝是低合金TRIP钢中的基本元素[7]。 （1） 碳 是奥氏体稳定元素 ，在奥氏体中碳含量决定了残余 奥氏体的量和稳定程度。碳 含量越高 残奥数量越多，奥氏体稳定 性也越高，有利于TRIP效应产生，但是焊接性能恶化，并且固溶强 化增强导致强度增强，塑性下降。所以在满足力学性能的前提下， 尽量降低钢的含碳量。 （ 2）硅是铁素体形成元素，他一方面可以抑制冷却过程中渗 碳体的形成，另一方面可以增加奥氏体的稳定性。所以传统TRIP钢 一般硅含量较高。但是硅含量高也会导致钢表面形成坚硬的氧化层， 降低图涂层能力，给热镀锌带来极大困难。
TRIP钢工艺、原理、性能、综合概述
TRIP钢中C元素含量越高，焊接性能越差。Si元素含量太高， 则TRIP钢的热镀锌性能变差[3]。合理的成分搭配和热处理工艺 得到的目标TRIP钢中残余奥氏体较多，切稳定性适中，这样 在变形过程中产生持续的TRIP效应，得到良好的综合性能， 即强塑积较高。
相图计算应用于成分和组织研究一个主要方面是相变温度 测定和CCT曲线绘制，主要方法有热分析法、织构法、强度法、 金相法、和热膨胀法。如在热模拟中经常用到膨胀法测定CCT 曲线（包括动态和静态），为制定合理的热处理工艺提供理 论依据。如文献[4~6] 。
通过以上阐述得出：对TRIP钢的研究还是集中于以下几个 方面： 一、残余奥氏（数量和形态）体对TRIP效应的影响 二、 热处理工艺对TRIP效应的影响 三、合金元素对TRIP效应的影响
而研究手段则是多种多样，目的就是优化TRTIRPIP效钢工艺应、原。理、性能、综合概述
三、贝氏体中主要元素及微量元素对贝氏体性能 和TRIP效应影响
其中上下贝氏体显微特征形成机理将在第三部分的贝氏体形成机制与微观 机理中作详细阐述。
TRIP钢工艺、原理、性能、综合概述
二、TRIP钢国际前沿：
TRIP钢是一种具有高强塑性的高强钢，其强塑积可达 21000MPa.%,作为汽车用钢的应用前景十分广阔。
目前TRIP钢在TRIP效应、成分设计、成形性、焊接性、 可镀性、动态力学性能等方面的研究十分活跃，已取得显著 成果，并且在相图计算应用于成分和组织设计的研究方面已 取得明显进展[1]。
氏体进行充分的扩散，从而得到由条状铁素体组成的无碳化物贝氏体。如果
一、贝氏体简要介绍:
钢在珠光体转变温度以下，马氏体转变温度以上的温度范围内，过冷奥氏 体发生贝氏体转变，又称中温转变。
贝氏体是由铁素体和碳化物组成的机械混合物，贝氏体转变是有扩散有共 格的转变，扩散是指在转变过程中发生碳在铁素体中的扩散，共格是指奥氏 体向铁素体转变是通过切变的方式进行晶格改组，新相铁素体和母相奥氏体 保持一定的位相关系。
四、贝氏体形成机制与微观机理
一、首先从宏观上讲贝氏体转变具有以下特点：
（1）贝氏体转变是一个形核与长大的过程
上贝氏体中铁素体晶核一般优先在奥氏体晶界贫碳区上形成，下贝氏体
由于过冷度大，铁素体晶核可在奥氏体晶内形成。这些与上下贝氏体最终形
态有直接联系。
（2）贝氏体中铁素体的形成是按照马氏体转变机制进行的
由于贝氏体中含碳量、合金元素以及转变温度不同，钢中贝氏体组织形态 有很大差异，可分为上贝氏体（贝氏体区间较高温度）和下贝氏体两大类。
光学显微镜下，上贝氏体组织为典型羽毛状，在电子显微镜下，上贝氏体 由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的条状铁素体和在相邻铁素体条间存在 的断续的短杆状的渗碳体所构成，铁素体含过饱和的碳，存在位错纠缠。在 光学显微镜下，下贝氏体呈黑色针状，可以在奥氏体晶界上形成，更多在奥 氏体晶内沿某些晶面单独或成堆长成针叶状。电子显微镜下，下贝氏体由含 碳过饱和的片状铁素体和其内部析出的微细έ-碳化物组成。
贝氏体中铁素体和奥氏体保持共格联系并沿母相奥氏体特定晶面依靠切
边而长大。贝氏体中铁素体与母相奥氏体保持严格的结晶学位相关系
贝氏体铁素体按马氏体转变机制形核原因：过冷奥氏体中存在碳原子的
扩散重分布，造成贫碳区和富碳区，假设等温温度是T1，当某一贫碳区的碳
含量低于某一临界值C1(对应Ms为T1)，其Ms点已经高于T1,此时，这一贫碳区
在T1温度就通过马氏体转变机制形成铁素体。
（3）贝氏体中碳化物的分布与形成温度有关
贝氏体在中温区不同等温温度，由于贝氏体中碳化物分布不同，可以形成 不同类型的贝氏体 [8]。
对于低碳钢，如果转变温度比较高，碳原子扩散能力比较强，在贝氏体
中铁素体形成的同时，碳原子可以由铁素体通过铁素体—奥氏体相界面向奥
其中TRIP钢优异力学性能源于马氏体强化、TRIP效应 （量和时间）及二者的最优匹配，马氏体相变动力学是控制 两者匹配的关键[2]。目前主要有基于应力辅助、应变诱发、 和热诱发马氏体相变的三类相变热力学和动力学模型。
成形性、焊接性、可镀性都是指TRIP钢的使用性能，这 些性能的好坏与TRIP钢的成分设计，热处理工艺有直接关系 例如：
（3）锰是奥氏体形成元素，可是渗碳体开始析出的温度降低， 使TRIP钢的Ms点下降，残余奥氏体含量增加，但是过高Mn含量会 导致组织呈带状化，并且会引起残余奥石头过分稳定，不利于TRIP 效应发生。
（4） 对于铝有不同的说法，但是普遍认为铝能有效抑制贝氏 体相变过程渗碳体的析出，而且加速贝氏体的形成 。铝含量高会 提高参与奥氏体的含碳量 因而增加残余奥氏体的稳定性，但是铝 增加也显著提高Ms点，这又会降低参与奥氏体的稳定性。因此铝 对残余奥氏体稳定性有双重作用，因此需恰当控制铝含量，并TRIP且钢工艺、原理、性能、综合概述
第一部分：文献阅读与理论学习
阅读文献总量为中文文献36篇，英文文献17篇，基本 是从先易后难，先了解后深入，先中文后英文的顺序 完成的。总体可以分为以下几个部分：
一 贝氏体简要介绍 二、TRIP钢国际前沿 三、贝氏体中主要元素及微量元素对贝氏体性能和
TRIP效应影响 四、贝氏体形成机制与微观机理 五、热处为，碳、锰、硅、铝是低合金TRIP钢中的基本元素[7]。 （1） 碳 是奥氏体稳定元素 ，在奥氏体中碳含量决定了残余 奥氏体的量和稳定程度。碳 含量越高 残奥数量越多，奥氏体稳定 性也越高，有利于TRIP效应产生，但是焊接性能恶化，并且固溶强 化增强导致强度增强，塑性下降。所以在满足力学性能的前提下， 尽量降低钢的含碳量。 （ 2）硅是铁素体形成元素，他一方面可以抑制冷却过程中渗 碳体的形成，另一方面可以增加奥氏体的稳定性。所以传统TRIP钢 一般硅含量较高。但是硅含量高也会导致钢表面形成坚硬的氧化层， 降低图涂层能力，给热镀锌带来极大困难。
TRIP钢工艺、原理、性能、综合概述
TRIP钢中C元素含量越高，焊接性能越差。Si元素含量太高， 则TRIP钢的热镀锌性能变差[3]。合理的成分搭配和热处理工艺 得到的目标TRIP钢中残余奥氏体较多，切稳定性适中，这样 在变形过程中产生持续的TRIP效应，得到良好的综合性能， 即强塑积较高。
相图计算应用于成分和组织研究一个主要方面是相变温度 测定和CCT曲线绘制，主要方法有热分析法、织构法、强度法、 金相法、和热膨胀法。如在热模拟中经常用到膨胀法测定CCT 曲线（包括动态和静态），为制定合理的热处理工艺提供理 论依据。如文献[4~6] 。
通过以上阐述得出：对TRIP钢的研究还是集中于以下几个 方面： 一、残余奥氏（数量和形态）体对TRIP效应的影响 二、 热处理工艺对TRIP效应的影响 三、合金元素对TRIP效应的影响
而研究手段则是多种多样，目的就是优化TRTIRPIP效钢工艺应、原。理、性能、综合概述
三、贝氏体中主要元素及微量元素对贝氏体性能 和TRIP效应影响
其中上下贝氏体显微特征形成机理将在第三部分的贝氏体形成机制与微观 机理中作详细阐述。
TRIP钢工艺、原理、性能、综合概述
二、TRIP钢国际前沿：
TRIP钢是一种具有高强塑性的高强钢，其强塑积可达 21000MPa.%,作为汽车用钢的应用前景十分广阔。
目前TRIP钢在TRIP效应、成分设计、成形性、焊接性、 可镀性、动态力学性能等方面的研究十分活跃，已取得显著 成果，并且在相图计算应用于成分和组织设计的研究方面已 取得明显进展[1]。
氏体进行充分的扩散，从而得到由条状铁素体组成的无碳化物贝氏体。如果