形变热处理的目的是实现钢的强韧化,所以在形变热处理的发展历史上,形变热处理的处理对象多为马氏体。20世纪60年代到70年代初期,钢材的开发目的是超高强度钢(抗拉强度大于1.3GPa),所以,这个时期是马氏体研究的活跃时期,出现了奥氏体形变、相变诱发塑性等以马氏体为对象的形变热处理工艺。这些工艺在世界范围内得到了积极研究。但如后面所述的那样,虽然奥氏体形变和相变诱发塑性(TRIP)效应对钢的强韧化非常有效,但由于在工艺实施上存在很大困难,所以当时没有达到实用化。在这种情况下,出现了控制轧制工艺。于是对奥氏体形变和TRIP效应的研究逐渐减少,关注度也逐渐降低。
70年代,对寒冷地区管线用低温韧性和焊接性优良的高强度非调质低合金钢板(HSLA)的需求大量增加。在这种社会需求的背景下,以扩散型转变组织铁素体+珠光体为对象的形变热处理受到人们的关注,产生了低碳钢的控制轧制技术。到了80年代,控制轧制后的加速冷却(控制冷却)技术得到快速发展,并成功地使之成为通用技术。同时,由于进行了许多的基础性研究,加深了对热加工金属学和细晶化理论的认识。
控制轧制和加速冷却在改变工件形状的热轧和热锻工艺中加入了热处理要素,对工件的转变类型和组织进行控制,实现了节能和省工序,并且提高了产品的性能。一般将控制轧制+加速冷却称为TMCP工艺。
TMCP工艺已经成为一个成熟技术,利用该技术大大提高了具有铁素体+珠光体组织的低碳钢的强韧性。但对于更高强度要求来说,以铁素体为基本组织的钢已经达到极限。为了获得更高的强度,还是要利用低温转变产物(马氏体、贝氏体),这就是热轧后直接淬火工艺。在这种情况下,对淬透性没有马氏体那样大、但可获得相当高强度的贝氏体有了新的认识。贝氏体作为辅助作用组织在形变热处理中得到应用。此外,由于直接淬火技术的建立,60年代出现、但没有实用化的奥氏体形变工艺再次受到人们的关注,并且开发出高温奥氏体形变(改进型奥氏体形变)工艺,实用化于厚钢板制造。与奥氏体形变一样曾被人们忘却的TRIP工艺也作为获得大量残余奥氏体的方法(高Si钢等温淬火),再次受到人们的关注。利用该工艺开发出低合金TRIP钢,使TRIP工艺实现了实用化。此外,近年来倍受关注的一个新动向就是,对大应变加工的组织控制技术开展了活跃的研究。利用该技术制造出平均晶粒直径在1μm以下的超微细晶粒钢。
--本文摘自世界金属导报