汽車工業(yè)中減輕車身重量可以大大減少能耗和碳排放，在節(jié)能和環(huán)保的大背景下，為實現(xiàn)汽車輕量化和提高汽車安全性，利用具有較高減重潛力和碰撞吸收能等優(yōu)勢的先進高強度鋼取代傳統(tǒng)汽車用鋼已成為必然趨勢。先進高強鋼具有高強度、良好的可成形性和優(yōu)異的抗碰撞性能，已經(jīng)在汽車制造中廣泛應用，是最具前景的汽車結構材料[1]，以包含軟相鐵素體和硬相馬氏體的雙相鋼是最典型的先進高強鋼，其較高的加工硬化率對成形以及汽車在碰撞過程中可能出現(xiàn)的撞擊區(qū)穩(wěn)定性至關重要?，F(xiàn)代汽車的制造理念對于冷軋高強鋼提出耐蝕性、優(yōu)良的延展性、成形性等不同需求[2]。熱鍍鋅雙相鋼兼?zhèn)涓邚姸取⒏咚苄院土己玫哪臀g性能，是最具潛力的汽車用鋼之一，其合理化應用對實現(xiàn)汽車輕量化及提高安全性具有重要意義[3]。雙相鋼的組織性能由生產(chǎn)工藝所決定，包括化學成分設計、煉鋼、熱軋、冷軋和熱鍍鋅退火工藝，生產(chǎn)高質(zhì)量的熱鍍鋅雙相鋼，就必須了解各個工藝階段對其顯微組織演變的影響，尤其是熱鍍鋅退火工藝[4-6]。本文以工業(yè)生產(chǎn)的1000 MPa級熱鍍鋅雙相鋼冷硬板在連退熱模擬機上經(jīng)不同溫度淬火并回火處理的退火板為研究對象，重點分析基于淬火回火的熱鍍鋅工藝對其組織性能的影響規(guī)律，為工業(yè)化生產(chǎn)工藝的優(yōu)化提供必要的參考。
1. 實驗材料與方法
1.1 實驗材料
實驗材料成分設計采用低C-Si-Mn體系，適量添加微合金元素。成分設計中添加Cr、Mo用于提高實驗材料的淬透性，元素Mo在鍍鋅工藝中相比Si和Mn更具優(yōu)勢，其不會導致鍍鋅工藝中鋼板表面與熔融鋅液潤濕性的劣化[7]。Mo通常與微合金元素一起添加，本實驗材料中在成分設計上選擇添加Nb，以提高析出相的體積分數(shù)，細化析出相的尺寸并提高其熱穩(wěn)定性[8]，有利于組織性能的調(diào)控。實驗材料經(jīng)轉爐冶煉并連鑄成板坯，板坯經(jīng)熱軋、酸洗最后冷軋為1.2 mm厚的冷硬板。其中，熱軋工藝為：加熱溫度1240 ℃，終軋溫度870 ℃，卷取溫度640 ℃，熱軋板厚度為2.8 mm；酸洗工藝為：酸洗溫度為75~85 ℃，酸洗速度90~110 m/min。實驗材料的化學成分見表1。
1.2 實驗方法
沿軋向取尺寸為450 mm×150 mm冷硬板利用連續(xù)退火熱模擬實驗機進行不同溫度淬火并回火的熱處理實驗。退火工藝為以5 ℃/s加熱到810 ℃保溫260 s后以12 ℃/s的緩慢冷卻速度冷卻到710 ℃，之后再以40 ℃/s的快冷速度分別淬火至360、380、400和420 ℃，然后經(jīng)45 s加熱到460 ℃模擬熱鍍鋅，最后以15 ℃/s的冷速空冷至室溫，熱鍍鋅退火工藝曲線見圖1。將模擬鍍鋅退火后的試樣制作成電鏡試樣，在掃描電鏡下觀察顯微組織。將退火后的試樣加工成50 mm標距的拉伸試樣進行力學性能測試，并在掃描電鏡下觀察拉伸斷口形貌。將斷口沿中軸線剖開，在掃描電鏡下觀察斷口附近的顯微組織。
2. 實驗結果與討論
2.1 組織檢驗
圖2為實驗材料經(jīng)不同淬火溫度處理后的掃描電鏡照片。實驗材料成分設計中因添加了Nb，從圖2可以看出，鐵素體的晶粒細小尺寸約為2~4 μm，顯微組織均為以島狀彌散分布的馬氏體和鐵素體基體組成，鐵素體基體在軋制方向上伸長并且沿著馬氏體島彎曲，馬氏體島也在軋制方向上變形和伸長。隨淬火溫度的升高，馬氏體體積分數(shù)呈降低趨勢，同時在較高的淬火溫度下，組織中部分馬氏體回火傾向明顯，板條界面開始模糊并出現(xiàn)合并，可能會伴有碳化物析出。
