強ひずみ加工を必要としない超微細粒鉄鋼材料の創製とその高延性化

创造不需要剧烈应变加工的超细晶粒钢材并提高其延展性

基本信息

批准号：
18860051
负责人：
高田尚記
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology (2007)Osaka University (2006)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度,マルテンサイト組織を出発組織とした炭素鋼に温間圧延・焼鈍を施すことによって,超微細粒フェライト組織にナノサイズのセメンタイトが分散した複相超微細粒鋼を作製し,高い引張強度と良い延性を示した。しかしこのプロセスでは非常に高い圧延荷重を要し(特に高炭素鋼),試料サイズが限られてしまう。本年度ではマルテンサイトとフェライトの複相組織を出発組織とした低炭素鋼(0.1%C)を91%冷間圧延・焼鈍を施し,複相超微細粒鋼の作製を試みた。出発組織に軟質なフェライト相が存在するため圧延荷重は低減し,良好な冷間圧延か可能であった。この試料に600℃程度の焼鈍を施すと,微細な炭化物が分散した結晶粒1μm以下の超微細粒フェライト組織が形成した。この材料は最大1GPaと高い強度を示し,同時に良好な延性を示した。また,自動車用高強度鋼板で要求される静動差(高速変形と通常の低速変形における引張強度の差)を評価するため,種々のひずみ速度(10^<-2>〜10^3)で引張試験を行った。その結果,作製した超微細粒鋼は約200MPaの静動差を示し,同程度の強度を有する汎用鋼板(100MPa以下)より高い値を示した。また,これらの試料の組織解析を行った結果,フェライト相とマルテンサイト相の複相組織を圧延すると,軟質なフェライト相に変形が局在化することが明らかとなった。したがって,出発組織を複相化することにより,軟質相であるフェライト相では付加したひずみ以上の結晶粒微細化が進行することがわかった。

去年，通过从马氏体结构开始对碳钢进行温暖的滚动和退火，这是一种多相的超铁颗粒钢，其中纳米大小的水泥矿分散在超铁粒颗粒的铁素体结构中，表现出高抗拉力强度和良好的延性。但是，此过程需要非常高的滚动载荷（尤其是高碳钢），并且样本量有限。在今年，由于起始结构进行了91％的冷滚动和退火，因此低碳钢（0.1％C）具有马氏体和铁氧体的多相结构，并试图制造多相超级颗粒钢。起始组织中柔软的铁氧体相存在可减少滚动载荷，并且可以通过良好的冷滚动来实现。当该样品在大约600°C下退火时，形成了一个超过1μm或更少的晶粒的超细粒铁质结构，其中细碳化物分散在其中。该材料具有高达1GPA的高强度，同时表现出良好的延展性。此外，为了评估高强度钢板对汽车所需的静态运动差（高速变形和正常低速变形之间的拉伸强度之间的差异），以各种应变速率（10^<-2> -10^3）进行拉伸测试。结果，产生的超细颗粒钢的静态差异约为200 MPa，并且比具有相似强度的通用钢板（小于100 MPa）高的值。此外，对这些样品的组织分析表明，当将铁氧体相和马氏体相的多相结构滚动时，将变形定位于软铁氧体相。因此，发现通过将起始结构倍增，晶粒的细化在软相中进行，即铁矿相，即软相，晶粒的细化超过了添加的应变。