1200 MPa级热轧双相钢的微观组织与力学性能
Microstructure and Mechanical Properties of 1200 MPa Hot-Rolled Dual-Phase Steel
DOI: 10.12677/ms.2026.164090, PDF,   
作者: 刘馨雅, 张如鑫, 滕 胜, 李胜伟, 于子淳, 吴 腾*:武汉科技大学材料科学工程学院,湖北 武汉;谢光辉:湖南华菱涟源钢铁有限公司钢铁研究院,湖南 娄底
关键词: 热轧双相钢超快冷显微组织力学性能Hot-Rolled Dual-Phase Steel Ultra-Fast Cooling Microstructure Mechanical Properties
摘要: 为满足汽车轻量化与“双碳”战略对高性能用材的需求,采用TMCP-UFC控轧控冷工艺,弛豫4 s热处理制备了1200 MPa级热轧双相钢。借助SEM、TEM及万能拉伸试验机等手段,系统研究了试验钢的微观组织、合金元素分布、力学性能及应变硬化行为。结果表明:试验钢组织由细小等轴铁素体与弥散分布的马氏体岛构成,马氏体体积分数达63.2%。试验钢抗拉强度1302 MPa、伸长率15.0%,塑性应变指数为0.10,屈强比为0.60。通过低合金化设计与控轧控冷 + 超快冷工艺协同调控,获得强度和塑性良好匹配的DP1200双相钢。
Abstract: To address the demand for high-performance materials in automotive lightweighting and the “dual carbon” strategy, 1200 MPa-grade hot-rolled dual-phase steel was fabricated using the TMCP-UFC controlled rolling and controlled cooling process with 4 s relaxation heat treatment. Systematic investigations were conducted on the microstructure, alloy element distribution, mechanical properties, and strain hardening behavior of the test steel using SEM, TEM, and universal tensile testing machines. The results demonstrated that the microstructure consisted of fine equiaxed ferrite and dispersed martensite islands, with a martensite volume fraction of 63.2%. The test steel exhibited a tensile strength of 1302 MPa, elongation of 15.0%, plastic strain index of 0.10, and yield strength ratio of 0.60. Through low-alloying design and synergistic control of controlled rolling, controlled cooling, and ultra-fast cooling processes, DP1200 dual-phase steel with optimal strength-plasticity balance was successfully developed.
文章引用:刘馨雅, 张如鑫, 滕胜, 谢光辉, 李胜伟, 于子淳, 吴腾. 1200 MPa级热轧双相钢的微观组织与力学性能[J]. 材料科学, 2026, 16(4): 241-248. https://doi.org/10.12677/ms.2026.164090

参考文献

[1] 王存宇, 杨洁, 常颖, 等. 先进高强度汽车钢的发展趋势与挑战[J]. 钢铁, 2019, 54(2): 1-6.
[2] 董瀚. 钢铁材料基础研究的评述[J]. 钢铁, 2008, 43(10): 1-7.
[3] 国家统计局. 中国统计年鉴2013 [M]. 北京: 中国统计出版社, 2014.
[4] 王爱华. 我国汽车用钢市场及其发展趋势[J]. 轧钢, 2012, 29(6): 49-51.
[5] 孙耀祖, 王旭, 王运玲, 等. 汽车用双相钢的研究进展[J]. 中国材料进展, 2015, 34(6): 475-481.
[6] 吴腾, 吴润, 邓雨微, 等. 弛豫时间对1200 MPa级热轧双相钢组织性能的影响[J]. 材料热处理学报, 2019, 40(7): 82-87.
[7] De Cosmo, M., Galantucci, L.M. and Tricarico, L. (1999) Design of Process Parameters for Dual Phase Steel Production with Strip Rolling Using the Finite-Element Method. Journal of Materials Processing Technology, 92, 486-493. [Google Scholar] [CrossRef
[8] 袁国, 利成宁, 孙丹丹, 等. 热轧双相钢的发展现状及高强热轧双相钢的开发[J]. 中国工程科学, 2014, 16(2): 39-45.
[9] 张阔斌, 侯蕾, 王俊, 等. 超快冷技术在唐钢中厚板生产线上的应用[J]. 轧钢, 2018, 35(5): 67-70.
[10] 杨大勇. 热轧型钢生产线的超快冷装置设计与应用[J]. 山西冶金, 2025, 48(5): 204-205+208.
[11] 曹建春, 刘铖霖, 高鹏, 等. 钢中元素偏聚的研究现状及其发展趋势[J]. 钢铁, 2019, 54(6): 11-19.
[12] Zhang, Z., Yong, Q., Sun, X., Li, Z., Kang, J. and Wang, G. (2015) Microstructure and Mechanical Properties of Precipitation Strengthened Fire Resistant Steel Containing High Nb and Low Mo. Journal of Iron and Steel Research International, 22, 337-343. [Google Scholar] [CrossRef
[13] 方超, 吴秋云, 潘红波, 等. Nb元素及退火温度对双相钢组织性能的影响[J]. 材料热处理学报, 2023, 44(3): 106-114.
[14] 邓通武. C、Mn、Cr对中碳MnB钢228节距履带淬透性的影响[J]. 特殊钢, 2012, 33(6): 53-55.
[15] 韩冰, 闫佳鹤, 李建英, 等. Si元素对高成形性双相钢拉伸变形行为的影响[J]. 塑性工程学报, 2025, 32(6): 238-247.
[16] 杨艳萍, 高永强, 刘伟, 等. 1200 MPa级热轧高强钢的显微组织与力学性能研究[J]. 教练机, 2020(3): 48-51.
[17] 唐兴昌, 张文娟, 王向飞, 等. 1200 MPa级冷轧双相钢组织性能及其热塑性[J]. 材料导报, 2018, 32(16): 2870-2875.
[18] 丁建军, 郭新文, 胡洪. 中型H型钢生产线超快冷技术研究[J]. 山西冶金, 2024, 47(8): 230-231+234.