双相钢是指由低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到的,主要由铁素体(F)和少量马氏体(M)组成的先进高强度钢。


一、双相钢组织特征


 双相钢的典型组织特征是:由铁素体和马氏体两种组织构成,见图1-2。较软的铁素体为基体,占多数(一般多于80%);较硬的马氏体相弥散均匀分布于铁素体晶粒界或晶内,多呈岛状。


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  大量研究结果表明,铁素体加马氏体双相钢的显微组织随其化学成分和生产工艺的不同而不同。目前双相钢组织有无序组织和定向排列纤维组织两大类型,且双相钢中无序组织的双相钢占多数。据报道,无序组织又可分为三种:


  1. 弥散分布组织-塑性良好的铁素体基体中弥散分布着高强度岛状马氏体。


  2. 纤维状双相混合型组织-由平行针状马氏体与铁素体相交错而成的纤维状。


 3. 高密度位错亚晶结构型组织-网状或群落状马氏体位于铁素体晶界上且马氏体是具有高密度位错的亚晶结构



二、双相钢性能特征


 双相钢金相组织中含有大量的铁素体,使它具有相当高的伸长率,良好的塑性。此外,钢中硬质的马氏体相和软质的铁素体相之间相互作用,在进行压力加工时引起相当高的加工硬化,致使它具有高的抗拉强度。双相钢在拉伸时无连续屈服现象、无屈服点或屈服平台,具有良好的延展性和成型性,能避免深度拉伸和深冲压加工时可能出现的局部颈缩及断裂现象。因此,它可用于对加工性能有严格要求的薄板冲压件和结构件等。

 

 双相钢的组织特征使其具有细化晶粒、晶界强化、第二相弥散强化、亚晶结构及残留体等强韧化方式。总之,双相钢具有十分优良的性能,主要表现在以下几个方面:


 1. 较高的抗拉强度,在同样的均匀延伸率条件下,双相钢的抗拉强度高于低合金强度钢,且主要与马氏体含量有关。


 2. 双相钢具有较高的伸长率,低的屈服强度和低的屈强比。屈服时无连续屈服现象,无屈服点或屈服平台,因而具有良好的成型加工性能。


 3. 双相钢具有很高的加工硬化率(尤其是初始加工硬化速率),n值通常都大于0.18~0.20,个别高达0.26,而且双相钢还具有良好烘烤硬化性能。


 4. 双相钢还具有良好的抗疲劳性能、抗应力腐蚀性能和焊接性能。


 5. 双相钢板材具有板面纵向与横向力学性能差异小的特点,即小的各向异性。



三、热轧双相钢形成机理


  热轧双相钢的实现受化学成分、奥氏体化温度、初始晶粒尺寸等诸多因素的影响。一般说来,双相钢的生产工艺应满足以下条件:


 1. 形成足够分数的铁素体;


 2. 抑制珠光体的产生;


 3. 抑制贝氏体的产生;


 4. 剩余奥氏体完全转变为马氏体。


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目前,热轧双相钢的主要生产方法是分段冷却控制方法,即:轧后迅速冷却至γ/α相变区域,进行一定时间的空冷,以获得理想的铁素体分数。然后尽可能快地淬火至Ms,点以下位置,见图1-3。