Главная | Обратная связь

область двухфазных DP -сталей: 2 - область Трип – сталей

Рисунок 3.6 - Влияние температуры и длительности изотермической (второй) выдержки холоднокатаных полос во время их отжига на объемную долю метастабильного остаточного аустенита в микроструктуре Трип - стали и равномерное удлинение ее стандартных образцов.

Таким образом, основные свойства холоднокатаных полос, химический состав которых и режим их горячей прокатки соответствует технологии производства автомобильной Трип - стали, формируются в проходных печах непрерывных термических линий и, главным образом, во время второй изотермической выдержки. Температура и время бейнитной выдержки представляются исключительно важными для создания того количества аустенита, насыщенного углеродом, которое, в силу стабилизации гранецентрированной кристаллической решетки, оказалось бы остаточным до встречи с прессами автомобильных предприятий. Недостаточное время выдержки не приведет к образованию необходимого количества бейнита; возможно образование перлита; обогащение аустенита углеродом будет заторможено. Неоправданно длительная выдержка может привести к развитию процесса образования карбидов, возникновению условий отжига, благоприятных для вывода углерода из аустенита, что нарушит процесс его стабилизации. Сталь лишится Трип - эффекта.

Основным и решающим сегментом технологического процесса производства Трип - стали, как это следует из изложенного выше, является термическая обработка холоднокатаных полос, полученных по практически обычным технологическим процессам от выплавки автомобильной стали до свертывания горячекатаных полос в рулоны. Типичный режим рекристаллизационного отжига холоднокатаных полос на непрерывном термическом агрегате в условиях производства тонких стальных полос интерпретирован на рисунке 3.7.

Оптимальная температура отжига может находиться в интервале 800 - 850°С. При этом получено высокое равномерное удлинение ~ 25%. Длительность отжига может достигать 120 с и более (большие выдержки дают более стабильные результаты отжига).

Рисунок 3.7 - Цикл непрерывного отжига холоднокатаной полосы из

Трип – стали

Получение стабильных свойств стали имеет место при охлаждении полос от температуры отжига до температуры изотермической выдержки со скоростью 45°С/с. Высокая скорость охлаждения между двумя стадиями отжига нужна, чтобы избежать образования «нового» феррита или перлита. Первоначальная скорость охлаждения полосы от температуры межкритического отжига (когда температура еще превышает Аr₁) может быть ниже, чтобы достичь большего насыщения аустенита углеродом, - в пределах 5 - 10°С/с.

Механические свойства чувствительны к температуре начала изотермической выдержки. Оптимальной температурой бейнитного превращения может быть 445 - 460°С. При температуре начала изотермического превращения выше 470°С свойства ухудшаются, хотя содержание остаточного аустенита остается на уровне, что и в металле с хорошими свойствами. Объясняется это меньшей стабильностью остаточного аустенита в металле после относительно высокой температуры изотермической выдержки, что обусловлено менее глубоким бейнитным превращением.

Характер и степень влияния температуры начала изотермической выдержки на механические свойства холоднокатаных, отожженных полос Трип-стали показаны на рисунке 3.8. Временное сопротивление Ϭ_в повышается, а полное удлинение δ уменьшается с повышением температуры изотермической выдержки.

Оптимальная степень насыщения остаточного аустенита Трип - стали углеродом составляет 1,5 - 2,0%. В этом случае стабильность аустенита вплоть до комнатной температуры достаточно высока.

Рисунок 3.8 - Влияние температуры начала изотермической выдержки на механические свойства.

Столь высокое обогащение аустенита углеродом достигается во время изотермической выдержки - во время межкритического отжига полосы содержание углерода в аустените увеличивается лишь до 0,3 - 0,4%.

Межкритический отжиг столь короток, что может привести к значительной неоднородности состава на межфазных границах. Поэтому фактическая микроструктура Трип-сталей в состоянии поставки содержит обычно две дополнительные фазы: карбиды и атермический мартенсит.

Короткое время изотермической выдержки и недостаточная скорость диффузии углерода при относительно низкой температуре отжига не позволяют выровнять мгновенное содержание углерода в аустените: γ - фаза вблизи межфазной границы γ / α активно обогащается углеродом. Это локальное обогащение - источник дополнительной локальной стабилизации аустенита, что может исказить состояние равновесия усилие - напряжение на поле деформации листовой заготовки под пуансоном пресса. Дополнительная неравномерность деформации - источник несовершенства процесса вытяжки автомобильной стали.

Однако возможность трип - стали наращивать пластичность в момент деформации сделало ее востребованной на автомобильных предприятиях. Эта сталь демонстрирует высокую способность к глубокой вытяжке, несмотря на низкий показатель пластической анизотропии (коэффициент r у Трип - стали обычно близок к единице). Это означает, что благоприятное поведение сталей с эффектом TRIP не связано с их текстурой, как в случае с низкоуглеродистой сталью или сталью без атомов внедрения, а связано с аустенитно-мартенситным превращением, которое только и несет ответственность за устранение пагубного процесса утонения локальных участков штампуемой детали.

Трип - стали обладают еще рядом достоинств. При испытаниях с высокими скоростями деформирования демонстрируют наибольшую динамическую поглощенную энергию. Сочетание большого относительного удлинения и высокой степени деформационного упрочнения сталей с Трип - эффектом является надежным потенциалом сопротивления разрушению конструкции автомобиля.

Таким образом, при производстве Трип – стали в условиях ЛПЦ-10,
ЛПЦ-11 необходимо выдерживать ряд требований, которые влияют на микроструктуру и свойства стали. Поскольку готовая продукция будет поставляться в холоднокатаном виде, то свойства стали будут формироваться за счет режима термической обработки на агрегате АНО/ГЦ. Также важными факторами при горячей прокатке является температура конца прокатки и температура смотки.

Для производства ТРИП - стали примем следующий химический состав:

Таблица 3.1- Химический состав TRIP стали

C	Si	Al	Mn	P	Nb
0,2 %	0,5 %	0,75 %	1,4 %	0,04 %	0,02 %

Примем температуру нагрева сляба при горячей прокатке °С, согласно рекомендациям, для обеспечения достаточной пластичности при прокатке и обеспечения оптимального температурного режима прокатки. Прокатка должна заканчиваться в однофазной γ-области, то есть при температуре на 20-50 ⁰С выше точки Ar3, которая является функцией химического состава стали и скорости охлаждения и составляет 825⁰С.

Температура смотки должна быть на 80-100°С ниже температуры Ar₁. Это позволяет замедлить или даже предотвратить диффузионные процессы при дальнейшем остывании массивного рулона, что обеспечивает получение мелкозернистой структуры и составляет 628 ⁰С.

Для обеспечения требуемых свойств примем следующий режим термообработки: нагрев до температуры отжига и выдержка при 810 ⁰С не менее 90 секунд, ускоренное охлаждение до температуры 460 ⁰С со скоростью 45 °С/с. В секции перестаривания необходимо выдержать полосу при температуре 460 ⁰С не менее 35 секунд. Затем охладить полосы от температуры перестаривания до 120 °С в секции окончательного охлаждения.

Время, с

Температура, 0С

Рисунок 3.9 Температурный режим агрегата АНО/ГЦ для ТРИП – стали.