Page 54 - 理化检验-物理分册2024年第十期
P. 54
李亚东，等：退火工艺对无间隙原子钢组织与摩擦特性的影响
图 1 退火工艺温度控制曲线
图 2 平整工艺控制曲线
2号试样的力学性能，试样标距为 80 mm。采用激 现象。
光共聚焦显微镜对两种试样截面的显微组织进行观 2.2 试验结果
察，分析退火工艺对显微组织的影响。 2.2.1 退火温度对力学性能及微观组织的影响
2.1.2 摩擦特性分析 两个试样的力学性能测试结果如表1所示。 由表1
利用粗糙度仪和三维光学表面轮廓仪分别对两个 可知：两种退火工艺下的材料性能比较接近，1号试
试样表面特征进行分析，并通过平板摩擦试验对比两 样的屈服强度与抗拉强度低于2号试样，断后伸长率
个试样的摩擦系数，摩擦试样尺寸为500 mm×50 mm 较2号试样略高1.5%。即退火温度升高（由775 ℃升
（长度×宽度），初始摩擦正压力选取3 000 N，以每 高至790 ℃） 后，板材的屈服强度与抗拉强度出现小
1 000 N为一个梯度逐渐递增，直至试样表面出现拉毛 幅下降。
表1 两个试样的力学性能测试结果
材料 厚度/mm 试样编号 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 断后伸长率/% 硬化指数 塑性应变比
1.5 1 149.6 289 45.0 0.23 2.3
DC03钢
1.5 2 156.0 296 43.5 0.24 2.25
两个试样的显微组织形貌如图3所示。由图3 晶粒导致晶界密度增大，在变形时，晶界对位错运动
可知：沿垂直于截面方向，1号试样中部和边部晶粒 的阻碍等作用使得材料的强度提高 。根据研究可
[4]
尺寸比较均匀，均为等轴晶粒，晶粒度为9.0级；2号 知，IF钢中的固溶碳原子含量较少，退火后心部温
试样中部组织均匀，晶粒度为9.0级，与中部相比， 度高于表层温度，晶界迁移的阻力较小，因此在退火
截面表层区域存在非等轴细小晶粒，晶粒尺寸均匀 后期心部晶粒会继续长大。当IF钢板较厚时 （试验
性差，晶粒度为10级 （见表2）。 钢厚度为1.5 mm），在冷却过程中，钢带表层散热快，
IF钢基体组织主要为铁素体，退火温度对钢板 更易导致钢板心部晶粒大于表层晶粒。退火温度偏
晶粒组织的均匀性和晶粒尺寸有显著影响，决定钢 低是造成试样中部和边部晶粒不均匀的主要原因。
产品最终的力学性能。1号试样退火温度为790 ℃， 2.2.2 摩擦特性影响分析
试样中部和边部组织比较均匀，晶粒度为9级。2号 表面摩擦性能直接影响冲压质量，摩擦因数是
试样实际退火温度较1号试样低10~15 ℃， 试样中 材料流动阻力的直接体现。钢板表面粗糙度是影响
部晶粒尺寸均匀，晶粒度为9级，但试样表层存在不 摩擦磨损的关键参数，表面粗糙度越大，摩擦副之间
等轴细小晶粒，且晶粒均匀性差。细小且不均匀的 的摩擦因数及磨损量就越大，钢板的流动性差，即使
38
