TRIP钢的强塑化机理

来源:热处理工艺问答作者:李书常

  TRIP钢最先由V·F·Zackay发现并命名的,是通过相变诱导塑性效应而使钢板中残余奥氏体在塑性变形作用下诱发马氏体形核,引入相变强化和塑性增长机制,提高钢板的强度和韧性。是近些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。各类TRIP钢的强塑化机理是:

  1、F-TRIP钢

  对于铁素体-残余奥氏体型的F-TRIP钢,一般都含有10%左右弥散分布的颗粒状、亚稳态的残余奥氏体岛,其稳定性取决于残余奥氏体内的碳含量。在塑性应变过程中,这些残余奥氏体会发生马氏体相变,提高了钢基体的应变硬化能力(应变硬化指数n值)、均匀塑性应变能力(均匀伸长率)、抗拉强度、总伸长率和强塑积。

  这种相变诱导塑性TRIP作用对应变硬化能力的贡献,一方面是随着残余奥氏体转变为马氏体相的百分比而增加,另一方面是由残余奥氏体晶粒周围的相变马氏体应变所引起的附加塑性流动产生的。

  2、M-TRIP钢构件

  对于马氏体-残余奥氏体型的M-TRIP钢(即Q-P钢),基体的强塑化机理,除了残余奥氏体向马氏体相变机制以外,还有残余奥氏体的位错吸收DARA效应,即在钢板的均匀塑性应变范围内,残余奥氏体可以从相邻的板条状马氏体连续地大量吸收位错,并不断发生马氏体相变,直到断裂前全部转变为马氏体。

  3、B-TRIP钢构件

  对于贝氏体-残余奥氏体型的B-TRIP钢,基体的强塑化主要是为满足中柱和座椅框架等构件的成形性能要求,提高汽车板的拉伸翻边性能和扩孔率λ,因此需要获得均匀细小的显微组织以消除微观应力集中。

  一般在铁素体型F-TRIP钢的基础上添加微量Nb以改善贝氏体型B-TRIP钢晶粒组织。由于晶粒尺寸细化,间接加速了相变,导致形成先共析铁素体和上贝氏体,使板条状贝氏体变为颗粒状,残余奥氏体由板条状变为团块状,渗碳体数量减少,提供了更多的碳用于稳定残余奥氏体,使残余奥氏体含量增加、稳定性提高。此外,由于组织均匀细化,还改善了钢板的均匀伸长率和总伸长率。