在不同壓下率（70%，75%，80%）下對(duì)4.00 mm厚熱軋態(tài)Cr-Mo系深沖雙相鋼進(jìn)行冷軋，再在860 ℃下保溫3min進(jìn)行退火處理，研究了冷軋壓下率對(duì)試驗(yàn)鋼組織、拉伸性能和深沖成形性能的影響。結(jié)果表明：隨著冷軋壓下率增加，試驗(yàn)鋼中鐵素體晶粒細(xì)化，馬氏體含量增加，γ織構(gòu)〈111〉//ND（ND為軋制面法向）取向密度先降后升，γ織構(gòu)分布由70%冷軋壓下率時(shí)的集中變得分散。當(dāng)冷軋壓下率不大于75%時(shí)，試驗(yàn)鋼中η織構(gòu){554}〈225〉與ε織構(gòu){332}〈113〉的強(qiáng)度不低于熱軋態(tài)試驗(yàn)鋼，說明不大于75%壓下率的冷軋變形有助于形成與維持有利于深沖成形性能的織構(gòu)。隨著冷軋壓下率增加，試驗(yàn)鋼的抗拉強(qiáng)度提高，斷后伸長(zhǎng)率、塑性應(yīng)變比和加工硬化指數(shù)降低，強(qiáng)塑積先升后降；當(dāng)冷軋壓下率為75%時(shí)強(qiáng)塑積最佳，塑性應(yīng)變比和加工硬化指數(shù)適中，此時(shí)試驗(yàn)鋼兼具較高強(qiáng)度與良好深沖成形性能。
01研究背景
輕量化是汽車未來發(fā)展的主要方向之一，汽車車身覆蓋件材料正朝著高強(qiáng)度與優(yōu)異深沖成形性能協(xié)同優(yōu)化的目標(biāo)發(fā)展。傳統(tǒng)深沖鋼，如鋁鎮(zhèn)靜鋼、烘烤硬化（BH）鋼和無(wú)間隙原子（IF）鋼等具有優(yōu)異的成形性能，但因具有單一鐵素體組織，強(qiáng)度偏低。與傳統(tǒng)深沖鋼相比，雙相鋼具有鐵素體（軟相）與馬氏體（硬相）的復(fù)合組織，強(qiáng)度高、無(wú)屈服延伸、無(wú)室溫時(shí)效、屈強(qiáng)比低、加工硬化指數(shù)高，是汽車用超深沖鋼的理想候選材料。然而，兩相界面處往往具有不同的塑性變形行為，容易導(dǎo)致局部塑性失穩(wěn)，同時(shí)鐵素體相主要存在分散的α織構(gòu)〈110〉//RD（RD為軋向），缺少有利于深沖成形性能的γ織構(gòu)〈111〉//ND（ND為軋制面法向），導(dǎo)致鋼的塑性應(yīng)變比較低（1.0~1.1），深沖成形性能較差。
研究發(fā)現(xiàn)：在IF、BH鋼中添加少量鉬和鉻等中強(qiáng)碳氮化物形成元素，可以通過形成穩(wěn)定碳氮化物析出相來降低碳、氮原子在鐵素體基體中的固溶量，改善基體純凈度；同時(shí)可以促進(jìn){111}織構(gòu)形成，改善深沖成形性能。鉻可以促進(jìn)雙相區(qū)退火時(shí)鉬在奧氏體中的固溶，從而提高奧氏體的淬透性，促進(jìn)馬氏體形成以提高強(qiáng)度；鉬可以抑制γ織構(gòu)的集中化趨勢(shì)，并且減少{001}〈110〉等不利織構(gòu)的形成。
冷軋變形通過引入并調(diào)控形變儲(chǔ)能影響再結(jié)晶行為、織構(gòu)演化與組織協(xié)調(diào)性，是調(diào)控強(qiáng)塑匹配的重要方法，其中冷軋壓下率是控制累積變形程度的核心參數(shù)。目前，有關(guān)冷軋壓下率對(duì)常規(guī)C-Mn或Si-Mn雙相鋼組織與力學(xué)性能的影響研究較多，而對(duì)于高鉻鉬元素含量的Cr-Mo系深沖雙相鋼的冷軋-退火調(diào)控組織的研究仍較缺乏。作者對(duì)熱軋態(tài)Cr-Mo系深沖雙相鋼進(jìn)行不同壓下率冷軋+退火處理，研究了冷軋壓下率對(duì)組織、織構(gòu)類型及力學(xué)性能的影響，擬為高性能超深沖雙相鋼的開發(fā)提供理論參考。
02研究亮點(diǎn)
1 試樣制備與試驗(yàn)方法
本章節(jié)詳細(xì)介紹了試驗(yàn)材料的化學(xué)成分、制備流程及測(cè)試方法。試驗(yàn)鋼為Cr-Mo系深沖雙相鋼，經(jīng)過熔煉、熱鍛、均勻化處理、熱軋至4mm厚后，通過冷軋獲得三種不同壓下率（70%、75%、80%）的薄板，隨后進(jìn)行退火處理。采用SEM和EBSD分析微觀形貌與晶體學(xué)特性，通過拉伸試驗(yàn)測(cè)定力學(xué)性能及深沖成形指標(biāo)（如塑性應(yīng)變比和加工硬化率），所有數(shù)據(jù)取3次試驗(yàn)平均值。
不同壓下率冷軋 + 退火后試驗(yàn)鋼的 EBSD 分析結(jié)果
2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
本章節(jié)重點(diǎn)研究了冷軋壓下率對(duì)退火態(tài)Cr-Mo系雙相鋼組織與性能的影響。隨著冷軋壓下率增加，冷軋態(tài)組織中珠光體變形加劇、片層間距減小，鐵素體細(xì)化，碳化物析出增多且彌散；退火態(tài)組織中鐵素體晶粒細(xì)化，馬氏體含量增加。高冷軋壓下率提高了位錯(cuò)密度和奧氏體形核驅(qū)動(dòng)力，促進(jìn)再結(jié)晶和晶界演化，使再結(jié)晶程度提高、晶粒細(xì)化，但導(dǎo)致織構(gòu)取向分散（γ織構(gòu)強(qiáng)度變化及主組分轉(zhuǎn)移）。力學(xué)性能方面，抗拉強(qiáng)度隨壓下率增加而上升，但斷后伸長(zhǎng)率、塑性應(yīng)變比和加工硬化指數(shù)下降，深沖成形性能在75%壓下率時(shí)表現(xiàn)最佳，強(qiáng)塑積最高。
不同壓下率冷軋 + 退火后試驗(yàn)鋼的晶粒尺寸分布
熱軋態(tài)及不同壓下率冷軋 + 退火后試驗(yàn)鋼的取向分布函數(shù) (φ2=45°)
03結(jié)束語(yǔ)
（1）冷軋和退火后試驗(yàn)鋼的組織主要由鐵素體、少量塊狀馬氏體和微量碳化物組成，馬氏體均勻分布在鐵素體三叉晶界處，隨著冷軋壓下率增加，馬氏體含量增加，鐵素體晶粒細(xì)化，再結(jié)晶程度增加。
（2）冷軋+退火后試驗(yàn)鋼中旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)和銅型織構(gòu)等熱軋織構(gòu)強(qiáng)度減弱，出現(xiàn)較強(qiáng)的γ織構(gòu)和較弱的α織構(gòu)。隨著冷軋壓下率增加，γ織構(gòu)取向密度先下降后上升，γ織構(gòu)分布由冷軋壓下率為70%時(shí)的集中變得分散，組分由{111}〈112〉向{111}〈110〉轉(zhuǎn)移。當(dāng)冷軋壓下率為70%和75%時(shí)，試驗(yàn)鋼中η織構(gòu){554}〈225〉與ε織構(gòu){332}〈113〉的強(qiáng)度不低于熱軋態(tài)鋼，當(dāng)冷軋壓下率為80%時(shí)這兩種織構(gòu)強(qiáng)度減弱，說明不大于75%壓下率的冷軋變形有助于形成與維持有利于深沖成形性能的織構(gòu)。
（3）隨著冷軋壓下率增加，試驗(yàn)鋼的抗拉強(qiáng)度升高，斷后伸長(zhǎng)率、塑性應(yīng)變比和加工硬化指數(shù)降低。當(dāng)冷軋壓下率為75%時(shí)，強(qiáng)塑積最佳，塑性應(yīng)變比和加工硬化指數(shù)適中，退火態(tài)試驗(yàn)鋼兼具較高強(qiáng)度和良好深沖成形性能。
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