高强钢的成分体系及退火工艺介绍

高强汽车钢可分为三代：以TRIP钢为代表的第一代，以TWIP钢为代表的第二代，以Q&P钢为代表的第三代钢。高强钢除了满足强度、塑性等常规性能指标外，还有些个性指标要求：如TRIP钢要求超高强度、TWIP钢要求高抗延迟断裂及高屈服强度、Q&P钢要求高扩孔性等。这些性能与其成分体系和退火工艺有关。

各代钢的成分体系及退火工艺是：

1、TRIP钢

TRIP钢是含有铁素体、贝氏体和亚稳奥氏体的低碳低合金钢，其基本原理是利用亚稳奥氏体的形变诱发相变、相变诱发塑性的特征来提高钢板的强塑积。常用的生产TRIP钢的成分体系有0.20%C-1.5%Si-1.5%Mn系列、0.20%C-0.30%Si-1.8%Mn-1.2%Al（低硅）系列、0.20%C-0.30%Si-1.8%Mn-0.06%P（低硅）系列。

TRIP钢的退火工艺主要包括加热、双相区保温、缓冷、快速冷却、贝氏体等温转变等6个阶段，其中，缓冷和贝氏体等温转变过程最为关键，这两个工艺过程能调控奥氏体的碳含量，提高奥氏体的稳定性。

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2、TWIP钢

第二代TWIP钢具有高强度、高塑性和高冲击吸收能等优异性能。TWIP钢原型钢的成分体系为Fe-25%Mn-3%Al-3%Si。发展出来的成分体系有：Fe-18%Mn-1.5%Al-0.6%C、Fe-18%Mn-0.26%V-0.8%C等。

TWIP钢通常采用水韧工艺生产，连续退火线需配备水淬装置。快的冷却速度可以控制碳化物析出及亚稳奥氏体晶粒的长大。

3、Q&P钢

第三代Q&P钢的成分体系为C-Si-Mn或C-Si-Mn-Nb，采用淬火配分工艺生产。淬火配分工艺是将钢奥氏体化后快速淬火至马氏体转变开始温度（Ms）和马氏体转变结束温度（Mf）之间的某一温度TQ，随后在该温度下或升至Ms点以上某一温度Tp保温，碳从过饱和的马氏体分配至未分解的奥氏体中，富碳的残余奥氏体在随后冷却至室温的过程中稳定存在。

通过对淬火温度TQ、配分温度Tp及配分时间tp的控制，获得以富C亚稳奥氏体和马氏体组成的多相组织，具有较高强度和较好的塑性。