热处理工艺对冷轧热镀锌双相钢组织与性能的影响

马欣欣 刘润博

河钢集团邯钢公司（056000）

1 试验方法

本次实验采用双相钢经真空感应炉熔炼，通过6道次的热轧工作达到5 mm厚，最终的热轧温度为870℃，过水冷却至650℃时取出，此时冷轧的压下率已经高达80%。将已经冷轧过的试验品按照长200 mm，宽50 mm的规格进行切割，通过Gleeb-3500模拟退火。在临界区的退火温度分别是830℃、800℃及780℃3种，根据实际情况选择需要退火的温度。经过50 s的保温后，恒速降温至450℃时，保温15 s，进行热镀锌，最后空冷至室内温度即可。退火后对试验品进行性能的测试，抛光后使用光学显微镜观察其内部的组织。

工业生产样品取自首钢顺义冷轧现场，热处理工艺为800℃临界区保温，后以约10℃/s的速度缓冷至750℃，再以约50℃/s的速度快冷至460℃，保温15 s。最后采用Lepera试剂着色，运用imagepro-plus软件对铁素体平均晶粒尺寸及第二相 (马氏体+贝氏体)体积分数进行了定量分析。

2 试验结果

2.1 试验性能

对实验室的成品和工业生产中的成品进行对比分析可以发现，在不同退火温度的临界区下生产出来的成品和工业手法生产出来的成品，在抗拉强度上几乎相差无几，强度均超过了600 MPa。但是在伸长率上，实验室所生产出来的成品要低于20%，工业手法生产出来的成品在伸长率上高达30%以上。而实验室的成品不管是在抗拉强度上，还是在屈服强度上都会随着临界区退火温度的上升而不断增大，其伸长率则不断下降。

2.2 组织观察结果

在进行热工艺的处理时，通过观察仪器可以看出，在低温退火的过程中，产品的组织内部会出现一定量的铁素体组织和马氏体，同时还会有少部分的贝氏体。但靠近临界区，随着温度逐渐上升则铁素体的含量明显减少，贝氏体的含量明显增加。在这个过程中还会出现高锰马氏体边圈，高锰马氏体边圈的出现是因为锰在马氏体内部的扩散速率和铁素体内部的扩散速率有着明显的不同，所以在扩散的过程中，会不断地向铁素体的晶界聚集，并且在冷却时不断地进行淬透，形成了高锰马氏体边圈。在显微镜下观察时，可以看到经过3种温度的临界退火区都出现了马氏体高亮边圈，但是温度越高，马氏体的含量越低。

3 试验分析

3.1 性能分析

对两种生产工艺的对比可以发现，没有设立缓冷段的工业生产工艺，在面对拥有不同退火温度的实验室制品工艺时，双相钢的强度平均值比实验制品低，但是在伸长性能上要高出2倍。并且两种成品在进行拉伸试验的过程中，都出现了连续屈服的现象，同时还拥有比较高速的加工硬化速率，延迟局部缩颈的产生。

3.2 组织分析

利用显微镜或者是光学扫描镜可以看到，通过工业生产的产品具有比较明显的双相钢的组织特征，不管是铁素体还是马氏体/贝氏体，分布都比较合理，是理想的热镀锌双相钢的组织形貌。而实验室制作的成品双相钢第二相体积分数要比工业生产的制品大，但铁素体的平均晶粒比较少。

4 试验结论

临界区退火温度对双相钢的力学性能的影响非常大，随着临界区退火温度的上升，一方面，碳和合金元素易于向奥氏体富集，使得奥氏体的淬透性升高；另一方面，由于奥氏体体积分数的增加，新生奥氏体碳浓度降低，造成退火后冷却过程中贝氏体相变区扩大，促进贝氏体相变的进行，相变得到的贝氏体量增加。因此，在保证必要抗拉强度的条件下，热镀锌双相钢在较低温度临界区退火，往往能得到较好的强度与塑性。

5 结语

通过文章的分析和研究可以发现，热处理工艺对冷轧热镀锌双相钢组织与性能的影响比较显著，因此，需要重视热处理工艺对冷轧热镀锌双相钢组织与性能的影响，有针对性地进行生产和开发。