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烘烤硬化鋼板BH鋼板Beke hardenable steel sheet的研發(fā)
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更新時(shí)間：2014-09-24
烘烤硬化鋼板（簡(jiǎn)稱BH鋼板Beke hardenable steel sheet），是以低碳或超低碳鋼為基礎(chǔ)，通過(guò)添加少量的Al,Ti,Nb,P,Mn等微合金元素制成殘余少量固溶C,N原子的優(yōu)質(zhì)薄板。目前研發(fā)的BH鋼板主要有4種：沸騰鋼、雙相鋼、含磷鋁鎮(zhèn)靜鋼和超低碳烘烤硬化鋼。最近的研究表明，相變誘導(dǎo)塑性鋼板（TRIP鋼）同樣具有優(yōu)良的烘烤硬化性能。
烘烤硬化鋼板（簡(jiǎn)稱BH鋼板Beke hardenable steel sheet），是以低碳或超低碳鋼為基礎(chǔ)，通過(guò)添加少量的Al,Ti,Nb,P,Mn等微合金元素制成殘余少量固溶C,N原子的優(yōu)質(zhì)薄板。其性能特點(diǎn)是沖壓成形前屈服強(qiáng)度較低、利于成形，沖壓后烘烤過(guò)程中鋼板強(qiáng)度提高，抗凹陷性能增強(qiáng)。BH鋼板具有優(yōu)良的沖壓性能和較高的最終強(qiáng)度，符合輕量化的發(fā)展要求，廣泛應(yīng)用于汽車、家電等行業(yè)，是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。?BH鋼板的烘烤硬化特性本質(zhì)是“應(yīng)變時(shí)效”，即BH鋼板經(jīng)熱軋、冷軋、退火、平整后基體內(nèi)位錯(cuò)密度較低（屈服強(qiáng)度較低、利于成形，），沖壓變形使其位錯(cuò)密度增加，在較高溫度下（烘烤），鋼板中固溶的C,N等原子在熱激活下，通過(guò)短程擴(kuò)散偏聚到位錯(cuò)周圍形成柯氏氣團(tuán)，釘扎可動(dòng)位錯(cuò)使其運(yùn)動(dòng)阻力增加，使鋼板屈服強(qiáng)度提高。烘烤硬化過(guò)程包括柯氏氣團(tuán)形成和第二相析出兩個(gè)階段。例如，預(yù)應(yīng)變后在100℃下保溫100min，屈服強(qiáng)度增加，這歸功于固溶Ｃ原子快速擴(kuò)散到位錯(cuò)周圍形成柯氏氣團(tuán)對(duì)位錯(cuò)的釘扎作用，此為第一階段；然后，再在200℃下時(shí)效100min，強(qiáng)度再次明顯提高，這主要是由于細(xì)小彌散碳化物在位錯(cuò)周圍的過(guò)飽和析出所致，此為第二階段。實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)小晶粒試樣在預(yù)變形８％后，在250℃×20min烘烤硬化時(shí)屈服強(qiáng)度提高103MPa，烘烤后達(dá)到563MPa。屈服強(qiáng)度的大幅提高是細(xì)晶強(qiáng)化、加工硬化、第二相析出強(qiáng)化、柯氏氣團(tuán)釘扎位錯(cuò)共同作用的結(jié)果。
將Ti,Nb,Mn,P,V等微合金元素添加入BH鋼板中，可以改善其綜合力學(xué)性能。Ti和N的結(jié)合能力最強(qiáng)，Ti主要作用就是固定N和細(xì)化晶粒。添加Nb的超低碳BH鋼板，通過(guò)高溫退火使Nb,C發(fā)生部分溶解以固溶10×10－６～20×10－６的C原子，從而獲得優(yōu)良的烘烤硬化性能。V在BH鋼板中以碳、氮化物形態(tài)存在，能夠釘扎晶界阻礙再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大，從而細(xì)化晶粒提高BH鋼強(qiáng)度。VC在高溫退火中少量分解，可增加固溶C含量，提高BH性能。B主要以固溶原子形式偏聚于晶界和位錯(cuò)處，能夠延遲再結(jié)晶和阻礙再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大，退火后的組織為細(xì)小等軸晶。Mn,P的主要作用是提高其強(qiáng)度。其中P和C會(huì)發(fā)生明顯共偏聚現(xiàn)象，造成對(duì)位錯(cuò)的強(qiáng)烈釘扎，所獲強(qiáng)度增值高于Mn-BH鋼板。
目前研發(fā)的BH鋼板主要有4種：沸騰鋼、雙相鋼、含磷鋁鎮(zhèn)靜鋼和超低碳烘烤硬化鋼。最近的研究表明，相變誘導(dǎo)塑性鋼板（TRIP鋼）同樣具有優(yōu)良的烘烤硬化性能。實(shí)驗(yàn)表明，C－Mn－Si－Nb－Mo相變誘導(dǎo)塑性鋼板經(jīng)烘烤硬化過(guò)程可使屈服強(qiáng)度最大提高300MPa。
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