【摘 要】
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近20年,热成形钢在汽车白车身所占的比例不断增加,汽车市场对热成形钢的需求量也不断增加。随着市场对整车安全性能及轻量化要求的不断提高,同时具备高强度和高韧性是热成形钢的主要发展趋势。针对高强度热成钢韧性不足及氢脆敏感性较高等问题,该研究基于原有22Mn B5热成形钢,通过适当调节成分,设计了新的适合Q&P工艺的钒微合金化模型钢。基于新设计的模型钢,文章通过晶粒细化和Q&P处理复合韧化方式获得同时具
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近20年,热成形钢在汽车白车身所占的比例不断增加,汽车市场对热成形钢的需求量也不断增加。随着市场对整车安全性能及轻量化要求的不断提高,同时具备高强度和高韧性是热成形钢的主要发展趋势。针对高强度热成钢韧性不足及氢脆敏感性较高等问题,该研究基于原有22Mn B5热成形钢,通过适当调节成分,设计了新的适合Q&P工艺的钒微合金化模型钢。基于新设计的模型钢,文章通过晶粒细化和Q&P处理复合韧化方式获得同时具备高强度和高韧性的热成形钢。针对已有研究中对薄板钢韧性的研究手段单一问题,本文将VDA三点弯曲测试作为一种评价韧性的方法,结合传统的韧性评价方法一起评价新设计的模型钢的韧性。此外,文章研究了将残余奥氏体作为“氢陷阱”引入该模型钢以改善其抗氢脆性能的可行性。全文工作得到的主要成果如下:（1）与直接水淬处理的不含V钢（代表传统热成形钢）相比,经Q&P处理的V微合金化钢（复合韧化热成形钢）的冲击韧性从60.6 J×cm-2增加到了113.7 J×cm-2,增加了88%。VDA三点弯曲实验结果显示,在弯曲过程中裂纹起裂功从52.3 J增加到了75.3 J,增加了44%;弯曲角从68.5°增加到了111.9°,增加了63%。（2）经Q&P处理的V微合金化钢（复合韧化热成形钢）韧性的增加主要归功于显微组织的细化和残余奥氏体的引入。最终的微观组织由超细的薄膜状残余奥氏体（约6%）、板条马氏体和许多尺寸小于30 nm的含V碳化物组成。这种薄膜状奥氏体具有较高的机械稳定性。在冲击和弯曲变形过程中这种微观组织能够提供复合韧化效果:晶粒细化增韧和残余奥氏体增韧。（3）V元素的添加对于Q&P处理的影响主要来源于冷轧钢中已有的含V碳化物会消耗一部分C原子,使得配分过程中可扩散的C原子总体含量下降。而配分过程中由于温度较低,配分时间短,含V碳化物的析出动力学条件不足,因此不会与奥氏体竞争C。（4）经Q&P处理引入的薄膜状残余奥氏体具有较高的机械稳定性,在承载及发生塑性变形过程中仍能稳定存在,可以作为一种稳定的“氢陷阱”改善抗氢脆性能。TDS结果表明由于残余奥氏体的引入使得样品中增加了一种不可逆“氢陷阱”。预充氢慢应变速率拉伸实验结果显示含有薄膜状残余奥氏体样品的抗氢脆性能更优。
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