双相钢知识

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双相钢是通过对过冷奥氏体相变的有效控制以得到20％～30％马氏体和80％～70％铁素体组织的钢种，其组织特征为马氏体呈小岛状分布在铁素体基体上。
双相钢的性能特点：①低屈服强度，一般应<350MPa；②钢的应力-应变曲线是光滑连续的，无屈服平台；③高的均匀伸长率和总伸长率；④高的加工硬化指数及高的塑性应变比。化学成分是获得双相钢组织的技术关键，C、Si、Mn、Mo等合金元素对钢双相组织的控制、钢板强度、塑性等影响较大。另外，生产工艺对第二相组织的相组成、性质和数量也有影响。根据生产工艺，双相钢可分为热轧双相钢和退火双相钢两大类，两者有不同的合金化方案。
热轧双相钢，是指在热轧状态下通过控制冷却得到铁素体+马氏体的双相组织。要求钢在热轧后从奥氏体状态冷却时，首先出现适量的多边形铁素体，其体积分数为70％～80％，然后未转变的奥氏体有足够的稳定性，避免产生珠光体和贝氏体，冷却后转变为马氏体。这就要求从合金元素含量和风冷速度上来控制。其生产方式主要有两种：①Si-Mn-Cr-Mo合金化系，采用普通的热轧工艺进行生产；②Si-Mn-Cr系，1150～1250℃加热，采用TMCP、870～925℃终轧，空冷至低温635～455℃时卷取。一般热轧冲压双相钢的化学成分为：wC=0.04％～0.10％，wMn=0.8％～1.8％，wSi=0.9％～1.5％，wMo=0.3％～0.4％，wCr=0.4％～0.6％以及微合金元素V等。加入合金元素Si和极低C是为提高钢的临界点A3，促使形成所要求含量的多边形先共析铁素体；加入Mn、Mo、Cr是为防止卷取时剩余奥氏体转变为主个体和贝氏体或最终冷至低温转变为马氏体。
退火双相钢又称热处理双相钢，典型成分为wC0.055％-wMn1.4％-wSi1.2％钢和wC0.1％-wMn1.5％-wCr0.8％钢。其工艺是在铁素体和奥氏体两相区进行精轧后退火，然后空冷或快冷，即将型材急冷至Ms点以下卷取，得到铁素体+马氏体组织。为控制硫化物形态，可加入RE元素。当钢长时间在铁素体和奥氏体两相区退火时，合金元素将在奥氏体和铁素体之间重新分配，奥氏体形成元素如C、Mn等将富集于奥氏体，提高了奥氏体在过冷条件下的稳定性，抑制了珠光体转变，在空冷条件下即能转变成马氏体，这时要控制退火温度，以控制奥氏体量和奥氏体中合金元素的浓度及其稳定性。
双相钢首先是为了适应汽车用薄板冲压成型时保持表面光洁，无吕德斯带，并在少量变形后就提高了强度的需要；也用于冷镦钢、冷拔钢、Ⅳ级螺纹钢筋无缝钢管、冷拉钢丝、冷轧钢带等产品。如用于高速线材轧制生产散卷控制冷却得到的双相钢丝用09Mn2Si、07Mn2SiV钢；热轧双相冷镦钢棒用08SiMn2钢；薄壁双相无缝钢管用07MnSi钢等。