薄鋼板常常被沖壓加工為立體形狀作為結(jié)構(gòu)件使用。結(jié)構(gòu)件用材所要求的強(qiáng)度主要是通過c含量來控制,但為了增加更多的功能還需要添加合金元素。Cr是提高薄鋼板淬透性和耐蝕性的元素。根據(jù)結(jié)構(gòu)件使用目的的不同,薄鋼板中的Cr含量從不到1%一直到百分之幾十。因此,研究Cr含量對薄鋼板力學(xué)性能的影響,對于掌握含Cr薄鋼板的強(qiáng)度是十分必要的。已有研究報告證實了Cr在超低碳冷軋鋼板中的固溶軟化現(xiàn)象。但是,Cr含量大于12%的不銹鋼由于Cr的固溶強(qiáng)化作用,與無Cr鋼相比強(qiáng)度顯著提高。關(guān) 各個實驗鋼的組織都是均勻的多邊形鐵素體組織。研究冷軋退火溫度和拉伸性能的關(guān)系,可知上屈服點(YP)隨退火溫度的升高而下降,并且0%~10%Cr含量的低Cr鋼YP的降低程度大于16%以上Cr含量的高Cr鋼。此外,5%Cr鋼的YP比0%C鋼低。10%以上Cr含量鋼,Cr含量越高YP也越高。Pickering認(rèn)為,在低Cr鋼中每添加1%的Cr,屈服強(qiáng)度約下降30MPa。但是,Leslie認(rèn)為,在超低碳IF鋼中添加小于6%的Cr,在常溫下,發(fā)生Cr的固溶強(qiáng)化。對于在鋼中添加Cr的效果有著如此不同的看法。本實驗的結(jié)果與Pickering的理解相同,添加Cr使屈服點降低,但降低的量遠(yuǎn)小于Pickering的預(yù)測值。 抗拉強(qiáng)度(TS)隨退火溫度的升高而緩慢降低,并且在高Cr含量時,抗拉強(qiáng)度降低的更加緩慢。與YP不同,Cr含量越高,TS越大。Binder等人的實驗結(jié)果表明,隨Cr含量的增加,TS單調(diào)增加。本實驗結(jié)果也有同樣的變化趨勢。但在Binder實驗結(jié)果中,0%Cr鋼TS大于300MPa,20%Cr鋼TS大于500MPa,都比本實驗結(jié)果高。這是因為本實驗鋼用材的純度高于Binder實驗鋼。研究表明:退火溫度對伸長率沒有顯著的影響,并且,TS越高,伸長率越低。因此,越是低Cr鋼,Cr含量增加,伸長率降低的越顯著。 研究退火溫度與屈服點伸長率(YPel)的關(guān)系,可知YPel隨退火溫度的升高顯著降低。其中0%Cr鋼YPel降低的程度最大,隨Cr含量的增加,降低的程度逐漸變小。高Cr鋼YPel下降的原因是碳氮化物的析出使固溶C減少。 按照Hall-Petch公式,YP-隨鐵素體晶粒直徑的1/2次方直線增加。 YP=σ0+kd-1/2(σ0:MPa;k:MPa·m1/2) 0%Cr鋼的k值約為0.6MPa·m1/2。這與Morrison的值接近。隨著Cr含量的增加,Hall-Petch直線的斜率減小。特別是23%Cr鋼的k值很小,該鋼的YP幾乎不隨鐵素體晶粒直徑變化。在相同晶粒直徑情況下,5%Cr鋼的YP最小,23%Cr鋼的YP最大。5%Cr鋼的YP最小的原因是5%Cr鋼的σ0最小。 |