C-Mn-X-Y微合金高强钢的界面复合析出及γ/α相变动力学研究

The interface co-precipitation and phase transformation for C-Mn-X-Y ( X, Y=Nb, V, Ti ) micro-alloyed high strength steel are different from single micro-alloyed steel, but the fundamental science matters, such as co-precipitation and phase transformation kinetics are not yet fully resolved during γ/α phase transformation. In this project, the interface co-precipitation and phase transformation will be researched using forward and reverse γ/α phase transformation, and the fully solution treatment and ultra-fast cooling process are introduced at the same time, and the interaction between interface migration and co-precipitation will be investigated, and the kinetics models for phase transformation can be established. The main contents in this project includes: 1) obtain the austenite state function before γ/α phase transformation; 2) study the interface migration co-precipitation mechanism at conditions of solution, precipitation in α or γ during continuous cooling γ/α phase transformation; 3) study the interface migration co-precipitation mechanism during isothermal holding γ/α phase transformation; 4) research the morphology, size and orientation distribution of interface precipitate; 5) establish the kinetics model for γ/α phase transformation; 6) investigate the key technology for controlling the interface migration co-precipitation during γ/α phase transformation based on rolling and cooling experiments. This study can provide important basic data to design best compositions and processes for advanced hot rolled ultra-high strength steels with the yield strength levels of 800MPa-1GPa, and a certain reference value can also been given to other high strength steels.

C-Mn-X-Y（X, Y=Nb, V, Ti）微合金化热轧高强钢的界面复合析出与相变有别于单独微合金化钢的析出及相变，但是，迄今尚未完全阐明γ/α相变中复合析出机理及相变行为等基础科学问题。本项目引入全固溶处理与超快冷工艺，提出利用γ/α正相变与逆相变研究界面复合析出与相变行为，弄清界面迁移与复合析出的交互作用，并建立相变动力学模型。研究内容包括：1）获得γ/α相变前奥氏体状态函数；2）研究连续冷却条件下固溶、α或γ析出条件下γ/α相变界面迁移-复合析出机理；3）研究等温条件下γ/α相变界面迁移-复合析出机理；4）研究界面析出物形貌、尺寸及取向分布；5）建立γ/α相变动力学模型；6）利用轧制、冷却一体化控制实验探索γ/α相变中界面迁移-复合析出控制的关键工艺技术。本研究将为屈服强度800MPa-1GPa级先进热轧超高强钢的最佳成分与工艺设计提供关键基础数据，对其他高强钢研发具有参考价值。

为了满足汽车及交通运输领域对轻量化、高安全性的需求，高强钢及超高强钢研发已经成为当前及今后钢铁材料的研究重点，其中微合金化高强钢由于具有低成本、高性能的优点，已经被广泛认可。但是，为了进一步提升微合金化高强钢的综合性能，需要明确复合微合金化过程中再结晶、相变与析出的交互作用等基础科学问题，迫切需要开展深入系统的研究工作。本项目聚焦微合金钢中纳米析出行为，特别是复合微合金化过程中再结晶、相变与析出的交互作用问题，从高温奥氏体区再结晶行为、奥氏体晶粒演变规律、连续冷却过程中的组织及析出物演变规律、等温相变过程中的组织及硬度演变规律及工艺参数对实验钢组织与性能的影响等五个方面开展了基础理论研究工作，以实验数据为基础，结合理论计算，明确了高温区析出与奥氏体界面的相互作用、非稳态组织相变及等温条件下的析出与相变交互作用规律，阐明了相应的作用机理。同时，结合控制轧制与控制冷却工艺，获得了轧制与冷却工艺参数对实验钢组织与性能的影响规律，从定性与定量角度分析了纳米析出物的形貌、尺寸及强度贡献量。本项研究工作为系列先进热轧高强钢的最佳成分与工艺设计提供了关键基础数据，具有重要的科学意义，同时，该项研究结果可为其他高强钢的研发提供可靠的数据参考，具有广阔应用前景。在项目执行期内，项目组成员共参加了6个国际/国内会议，同时，邀请了国外专家到国内进行技术交流，相关研究成果在国内外期刊上发表9篇期刊论文，其中被SCI收录论文5篇，发表了1篇会议论文，获得授权发明专利3件。