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以低碳Si-Mn 汽车用双相钢为研究对象，研究了回火温度与回火时间对双相钢组织与力学性能的影响。结果表明：相对于回火时间，回火温度对力学性能与组织的影响较大。通过适宜的热处理制度，冷轧双相钢可获得良好的强塑性结合。
随着汽车工业的快速发展，对新一代汽车用钢提出了越来越高的要求，通过控制亚稳奥氏体相变和多相组织的形成，实现高强度化、超高强度化和高塑性化，从而保证汽车轻量化和提高碰撞安全性是其重要的发展方向。近年来，双相钢由于优良的综合性能而广泛受到科研工作者的关注并成功在汽车工业中快速应用。目前的研究结果表明，对双相汽车用钢进行回火或时效处理后，汽车用钢的综合力学性能可以得到很好地改善，然而研究大多集中在Si-Mn 元素含量较高的双相钢中，由于冷轧变形后晶粒较细，水淬冷却后双相析出动力大，与其他双相钢的回火或时效处理对性能的影响有一定的差异。本文的目的也在于通过研究低碳Si-Mn双相钢在不同热处理制度下的组织与力学性能变化，以期更好地为高强汽车用钢的发展与推广应用提供必要的参考。
1、实验材料与方法
实验原料采用国内用量较大的某公司生产的低碳Si-Mn 冷轧双相钢，厚度为1.2mm，其化学成分见表1。
表1 实验用钢的化学成分(质量分数，%)
实验用钢经锻造和热轧后再进行冷轧，酸轧出口厚度1.2mm，轧制变形量约68%。试验所用材料都为沿平行轧向方向取自轧板中部，回火热处理在通有惰性保护气体的电炉中进行，回火温度分别为50、100、200、300、400、500 和600℃，保温时间分别为2、4、6、8 和10min。保温处理后取出样品，试样出炉后迅速放入室温静水中冷却至室温。
金相试样经取样→磨制→抛光→浸蚀等几个步骤。试样取长为10mm 左右，采用砂轮切割后用砂轮及粗细砂纸磨平、用抛光机加金刚石研磨膏抛光，用4%的硝酸酒精溶液腐蚀后在OLYMPUS 金相显微镜上观察不同热处理制度下显微组织的变化，拉伸力学性能采用标距为50mm 的板状拉伸试样，试样截取按平行轧制方向截取，在MTS810万能拉伸机上进行拉伸试验，对各组试样进行常温拉伸试验，得到屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等性能指标。
2、实验结果与分析
2.1、回火温度对钢板力学性能的影响
图1 为不同回火温度保温10 min 后的试样的拉伸力学性能的变化曲线。可以看出，冷轧后进行较低温度的回火，试样具有很高的抗拉强度与屈服强度，但伸长率较低，仅为6%。随回火温度的升高，试样的抗拉强度与屈服强度呈逐渐降低的趋势，而伸长率逐渐上升。在回火温度为200～300℃时，试样的力学性能发生了较为显著的变化，试样屈服强度下降明显，之后进入平稳下降的趋势。在50～600℃回火过程中，抗拉强度降低幅度约为45%，屈服强度降低幅度约为34%，伸长率上升幅度最大，为前者的4 倍。
2.2、回火时间对板材力学性能的影响
由图1 与图2 可看出，试样在300℃回火保温10min 后，具有较高的屈服强度与抗拉强度，同时具有良好的塑性，屈强比也保持在一个较低的水平。因此，热处理网(http://rechuli.chvacuum.com/)认为选取回火温度为300℃，对试样进行了不同保温时间下对试样力学性能的影响的测试，结果如图3所示。可看出，随回火时间的延长，试样的抗拉强度与屈服强度缓慢降低，而伸长率逐渐增加。力学性能变化较为明显的阶段发生在发生在回火2～4 min阶段，之后抗拉强度与屈服强度进入一个较为平缓的变化过程。
2.3、板材的显微组织
图4 为不同热处理制度下的试样的金相显微组织。酸轧热处理后的试样为明显的马氏体和铁素体双相组织，见图4(a)，可以看出，试样的组织比较均匀，其中白色部分为马氏体组织，灰色的部分为铁素体组织，在整个晶粒中呈网状连接，经过马氏体百分含量的定量检测，该试样中的马氏体百分含量约为26%。
在300℃回火，相对于未回火处理的图4(a)，在回火2min 内，双相组织没有发生基本变化，随保温时间的进一步延长，至保温10 min 时，马氏体表面开始逐渐淡化模糊，但是总体上保持着双相组织的形态；随回火温度的升高，马氏体岛开始分解，白色的马氏体相内开始出现渗碳体组织，当温度升高至600℃时，马氏体岛组织已经基本消失，晶粒内部比较干净。
图4 不同热处理制度下的金相显微组织
2.4、分析与讨论
实验用低碳Si-Mn 双相钢由于合金化元素含量较高，使得酸轧后双相钢具有较高的抗拉强度与屈服强度，由于冷轧变形量较大(68%)，板材的伸长率较低。通过不同的回火热处理调控，可以在适当的热处理制度下取得较好的强塑性组合，例如300℃保温10min。
双相钢在不同热处理制度处理后，金相显微组织发生了不同程度的变化。在较低温度下回火，组织中的马氏体与铁素体组织不会发生明显变化，对应于力学性能上则体现为试样的抗拉强度与屈服强度以及伸长率的变化，在回火过程中，冷轧状态下的铁素体组织中大量不均匀位错将发生重新排列，马氏体组织开始逐步软化分解，也即是发生硬相分解过程。温度越高，则试样的强度越低，而伸长率愈高。如果回火温度过低，例如300℃以下回火，马氏体岛组织变化很小，力学性能与组织的变化都较小。当回火温度超过300℃，伴随着位错减少和马氏体分解，屈服强度下降幅度较大，因此出现了如图2 所示的屈强比的一个低值。之后随着温度继续升高，马氏体分解逐渐加剧并趋于完成，抗拉强度与屈服强度都出现明显下降，而伸长率大幅度上升。
3、结论
(1) 随回火温度的升高，试样的抗拉强度与屈服强度逐渐降低，而伸长率逐渐升高。在200～300℃回火，力学性能的变化较为显著。
(2) 随回火时间的延长，试样的抗拉强度与屈服强度缓慢降低，而伸长率逐渐增加。力学性能变化较为明显的阶段发生在发生在回火时间4min 内。
(3) 酸轧后的试样为马氏体和铁素体双相组织，较低温度下不同回火时间处理，试样保持着双相组织的特征。随退火温度的进一步上升，马氏体组织逐渐软化分解，至600℃回火时，马氏体组织消失。
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China(Guangzhou)Int’l Heat Treatment, Industrial Furnace Exhibition
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实验用低碳Si-Mn 双相钢由于合金化元素含量较高，使得酸轧后双相钢具有较高的抗拉强度与屈服强度，由于冷轧变形量较大(68%)，板材的伸长率较低。通过不同的回火热处理调控，可以在适当的热处理制度下取得较好的强塑性组合，例如300℃保温10min。
双相钢在不同热处理制度处理后，金相显微组织发生了不同程度的变化。在较低温度下回火，组织中的马氏体与铁素体组织不会发生明显变化，对应于力学性能上则体现为试样的抗拉强度与屈服强度以及伸长率的变化，在回火过程中，冷轧状态下的铁素体组织中大量不均匀位错将发生重新排列，马氏体组织开始逐步软化分解，也即是发生硬相分解过程。温度越高，则试样的强度越低，而伸长率愈高。如果回火温度过低，例如300℃以下回火，马氏体岛组织变化很小，力学性能与组织的变化都较小。当回火温度超过300℃，伴随着位错减少和马氏体分解，屈服强度下降幅度较大，因此出现了如图2 所示的屈强比的一个低值。之后随着温度继续升高，马氏体分解逐渐加剧并趋于完成，抗拉强度与屈服强度都出现明显下降，而伸长率大幅度上升。
3、结论
(1) 随回火温度的升高，试样的抗拉强度与屈服强度逐渐降低，而伸长率逐渐升高。在200～300℃回火，力学性能的变化较为显著。
(2) 随回火时间的延长，试样的抗拉强度与屈服强度缓慢降低，而伸长率逐渐增加。力学性能变化较为明显的阶段发生在发生在回火时间4min 内。
(3) 酸轧后的试样为马氏体和铁素体双相组织，较低温度下不同回火时间处理，试样保持着双相组织的特征。随退火温度的进一步上升，马氏体组织逐渐软化分解，至600℃回火时，马氏体组织消失。
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