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第28卷第5期2007年10月
材料热处理学报
TRANSACTIONSOFMATERIALS大使用，其强度和塑性具有较佳的配合，有利于提高冲撞过程中的能量吸收，对减重的同时保证安全性较为有利［1］
。通过形变诱导铁素体相变和铁素体动态再结晶来细化晶粒，是开发超细晶粒高强度钢有效的手段
之一［225］。然而，由于对设备的要求较高［6］
；同时大的变形量和低的变形温度会使形成的铁素体择优取向变强［7］。除了受变形条件的限制外，晶粒过小还会导
致材料的屈强比提高［3］
，对材料的成形产生不利的影
响。贝氏体相变强化等方式的引入，为解决上述问题
提供了新的思路［8,9］
o但大多数的研究都集中在低合
金钢或微合金钢中［10212］
,对普通低碳钢中的贝氏体组织形成及其变形行为尚缺乏研究。
铁素体贝氏体钢的变形特性是复杂的强化机制相互作用的结果。取决于贝氏体相变强化，铁素体的晶粒细化强化，位错强化以及碳化物的析出强化等。这些强化机制交互作用，不仅影响复相钢的初始屈服,而旦也影响加工硬化速率。本文以普通低碳钢为研究对象，通过控轧控冷的实验手段获得具有铁素体贝氏体复相组织的复相钢,通过对复相钢的应力2应变曲线分析，研究复相钢在单轴拉伸下的变形行为。
1实验材料和实验方法
(,C
0110,Si0120,Mn112,S01006,P01002,N010016o实验钢采用中频感应电炉熔炼后浇注成50kg的铸锭后锻造成******@******@120min的热轧坯料。
在配有冷却装置的＜450mm轧机上对实验钢进行控轧控冷实验。将坯料加热到1200e,保温211,出炉后进行不同的压下量变形,终轧温度定为800e。由于实验设备的限制，轧制结束到开始水冷前有一段空冷时间，温降在50e左右。利用喷水冷却轧件，冷却速度在20〜35ePs范围内。终冷温度控制在400〜550e之间，之后缓冷，以模拟轧后卷取过程。试样表面温度采用红外线测温仪测量。控轧控冷工艺示意图如图
Time/li
所示。
图1控轧控冷工艺示意图Fig11Schematicdiagramofthetheimo2
mechanicalcontrolprocess
按国家标准从板材上截取标准拉伸试样，利用INSTRON4206拉伸试验机测定钢的强塑性指标，。试样经研磨、抛光后用4%***酒精溶液腐蚀，在LEICAQ55OW金相显微镜下进行组织观察。用LEICAQ55OIW配带的分析软件测量铁素体晶粒的平均直径以及铁素体的含量。
2实验结果
211拉伸实验
表1列出了实验钢在不同的控轧控冷工艺条件下的拉伸性能。从实验结果可以看出，卷取温度的降低利于实验钢强度的提高，当卷取温度降低到400e时，实验钢的屈服强度超过了400MPa,实现了普通碳素钢强度的翻番。在化学成分相近的条件下，与
400MPa级超细晶粒钢[6]
的强度级别相同,屈强比较低。
图2为复相钢在单轴拉伸条件下的工程应力应变曲线。对比表1和图2可以看出，在铁素体(F晶粒尺寸相近的条件下(7〜8Lm，随着贝氏体(B体积
分数的增加，强度逐渐升高。而贝氏体的体积分数又和冷却速率及卷取温度密切相关。工程应力2应变曲
线的最大载荷附近存在一平坦区，它覆盖了较宽的应变范围，这表明复相钢在拉伸时形成的缩颈区是扩散的。
表1实验钢在不同条件下的拉伸力学性能
Table1Mechanicalpropeitiesofthetestedsteelundeidifferentprocessconditions
SampleRsPMPaRbPMPaD5P%RsPRbCoilingtemperatuie
PeCoolingratePe#s-1
Microstmctuie(volumefiactionoffeniteP%FinislungthickiiessPmm
No11369194811436017755020F+B(8012615No12398135041031017945030F+B(7514410No13
41711
53910
28
0177
400
35
F+B（6618
615
212显微组织观察
不同工艺条件下对应的实验钢组织如图3所示。
从图3可以看出，随着卷取温度的降低和冷速的增加，贝氏体的体积分数增加；当终轧厚度减小到4mm时（Nol2试样，铁素体晶粒尺寸略有减小，且出现了明显的带状组织,强度较No11试样为高，但塑