回火工艺对低屈强比Q500qE桥梁钢组织和力学性能的影响
Effect of Tempering Process on Microstructure and Mechanical Properties of Dual Phase High Strength Bridge Steel with Low Yield Ratio
- 特殊钢 2025年46卷第6期 页码：122-128
- 作者机构：
江阴兴澄特种钢铁有限公司，江阴 214429
- 作者简介：
杜鹏举（1992—），男，博士，工程师；E-mail：dupengju@citicsteel.com
- 基金信息：“十四五”国家重点研发计划(2023YFB3709903)
DOI：10.20057/j.1003-8620.N250531
中图分类号： TG113收稿：2025-08-29，
修回：2025-10-08，
录用：2025-10-09，
纸质出版：2025-11-30
- 稿件说明：
移动端阅览
杜鹏举,郁新芸,孙宪进等.回火工艺对低屈强比Q500qE桥梁钢组织和力学性能的影响[J].特殊钢,2025,46(06):122-128.
Du Pengju,Yu Xinyun,Sun Xianjin,et al.Effect of Tempering Process on Microstructure and Mechanical Properties of Dual Phase High Strength Bridge Steel with Low Yield Ratio[J].Special Steel,2025,46(06):122-128.
杜鹏举,郁新芸,孙宪进等.回火工艺对低屈强比Q500qE桥梁钢组织和力学性能的影响[J].特殊钢,2025,46(06):122-128. DOI： 10.20057/j.1003-8620.N250531.
Du Pengju,Yu Xinyun,Sun Xianjin,et al.Effect of Tempering Process on Microstructure and Mechanical Properties of Dual Phase High Strength Bridge Steel with Low Yield Ratio[J].Special Steel,2025,46(06):122-128. DOI： 10.20057/j.1003-8620.N250531.
摘要
在高强度钢中，回火工艺通常用于改善韧性，但与此同时，反映材料变形能力的屈强比也在回火处理后急剧增加。本研究通过DSC、SEM、EBSD、拉伸试验和示波摆式冲击试验机等方法系统研究了回火工艺对低屈强比Q500qE高强度桥梁钢显微组织演化、拉伸变形行为和低温冲击韧性的影响，对实现高强钢屈强比与强韧性的匹配具有指导意义。结果表明，加热过程中存在240~420 ℃的温度区间，基体组织中的M/A岛发生分解，随后渗碳体析出。经回火工艺处理后，拉伸变形的屈服行为从连续屈服变为不连续屈服，并在较高温度500 ℃回火后，屈强比急剧增加到0.85，而350 ℃下的低温回火可以通过降低加工硬化能力和减少变形过程中界面应变局部化来提高阻碍裂纹扩展的能力，从而很好地实现屈强比和低温韧性之间的平衡。
Abstract
In high strength steel， tempering process is usually used to improve toughness， but at the same time， the yield ratio which reflects the material's deformability， also increases sharply after tempering treatment. This study systematically investigated the effects of tempering on the microstructure evolution， tensile deformation behavior and low-temperature impact toughness of Q500qE dual phase high strength bridge steel with low yield ratio by means of DSC， SEM， EBSD， tensile test and oscillographic pendulum impact tester， which has guiding significance for realizing the matching of yield ratio and toughness of high strength steel. The results showed that during the heating process M/A islands decomposed first and then cementite precipitated at about 240
o
C-420
o
C. After tempering， the yield behavior changed from continuous type to discontinuous type， and the yield ratio increased sharply to 0.85 after tempering at 500
o
C. Low temperature tempering at 350
o
C can improve the crack arrest ability by decreasing work hardening ability and relieving the probability of strain localization at interfaces during deformation， which can balance the yield ratio and toughness well.
关键词
Keywords
references
毛新平 ， 武会宾 ， 汤启波 . 我国桥梁结构钢的发展与创新 ［J］. 现代交通与冶金材料 ， 2021 ， 1 （ 6 ）： 1 - 5 .
杨 旭 ， 鲍思前 ， 康筱龙 ， 等 . 2100 MPa级桥梁缆索用冷拔钢丝微观组织演变及强化机制 ［J］. 特殊钢 ， 2025 ， 46 （ 1 ）： 92 - 98 .
彭宁琦 ， 付贵勤 ， 杨建华 ， 等 . Q690q耐候桥梁钢免预热焊接热影响区的组织性能 ［J］. 钢铁 ， 2022 ， 57 （ 12 ）： 152 - 160 .
孙宪进 ， 杜鹏举 ， 赵 乾 . 60 mm厚低屈强比高强钢板Q500qE组织与性能研究 ［J］. 特殊钢 ， 2022 ， 43 （ 5 ）： 74 - 77 .
Chen Z Y ， Shi G H ， Qi J J ， et al . Influence of Si content on the microstructure and tensile properties of weathering bridge steel produced via thermal mechanical control process ［J］. Metals ， 2022 ， 12 （ 11 ）： 1901 .
Xue C Y ， Yang M M ， Liu P ， et al . Fracture toughness and fracture mechanism of EH47 high-strength steel subjected to different temperatures ［J］. Metallurgical and Materials Transactions A ， 2022 ， 53 （ 10 ）： 3588 - 3603 .
Zhu Y T ， Wu X L . Ductility and plasticity of nanostructured metals： Differences and issues ［J］. Materials Today Nano ， 2018 ， 2 ： 15 - 20 .
Goto S ， Kami C ， Kawamura S . Effect of alloying elements and hot-rolling conditions on microstructure of bainitic-ferrite/martensite dual phase steel with high toughness ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 2015 ， 648 ： 436 - 442 .
康 健 . 780 MPa级低屈强比建筑结构用钢组织调控与工艺开发 ［D］. 沈阳 ： 东北大学 ， 2012 .
Valiev R Z ， Estrin Y ， Horita Z ， et al . Fundamentals of superior properties in bulk NanoSPD materials ［J］. Materials Research Letters ， 2016 ， 4 （ 1 ）： 1 - 21 .
Kim J H ， Lee T ， Lee C S . Microstructural influence on stretch flangeability of ferrite-martensite dual-phase steels ［J］. Crystals ， 2020 ， 10 （ 11 ）： 1022 .
Bhadeshia H K D H ， Honeycombe S R . Steels： Microstructure and Properties ［M］. 3rd ed . Amsterdam ： Elsevier ， 2006
Wright S I ， Nowell M M ， Field D P . A review of strain analysis using electron backscatter diffraction ［J］. Microscopy and Microanalysis ， 2011 ， 17 （ 3 ）： 316 - 329 .
Caballero F G ， Miller M K ， Garcia-Mateo C . Opening previously impossible avenues for phase transformation in innovative steels by atom probe tomography ［J］. Materials Science and Technology ， 2014 ， 30 （ 9 ）： 1034 - 1039 .
Pereloma Elena ， Gazder Azdiar ， Timokhina Ilana . Retained Austenite： Transformation-Induced Plasticity ［M］. Encyclopedia of Iron， Steel， and Their Alloys. Taylor & Francis . 2016 ： 308803130 .
Cheng L ， Brakman C M ， Korevaar B M ， et al . The tempering of iron- carbon martensite； dilatometric and calorimetric analysis ［J］. Metallurgical Transactions A ， 1988 ， 19 （ 10 ）： 2415 - 2426 .
Chen P ， Wang G D ， Ceguerra A V ， et al . Yield strength enhancement by carbon trapping in ferrite of the quenching and partitioning steel ［J］. Metallurgical and Materials Transactions A ， 2018 ， 49 （ 1 ）： 235 - 240 .
Lan L Y ， Zhang Y T ， Kong X W . Dynamic fracture behavior of low carbon bainitic steel after different welding thermal cycles ［J］. Engineering Fracture Mechanics ， 2019 ， 220 ： 106653 .
张 伟 ， 潘 跃 ， 刘华赛 ， 等 . 应变速率对增强成形性双相钢性能影响分析 ［J］. 钢铁 ， 2022 ， 57 （ 4 ）： 123 - 129 .
Das A ， Tarafder S ， Sivaprasad S ， et al . Influence of microstructure and strain rate on the strain partitioning behaviour of dual phase steels ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 2019 ， 754 ： 348 - 360 .
Basu S ， Patra A ， Jaya B N ， et al . Study of microstructure-property correlations in dual phase steels for achieving enhanced strength and reduced strain partitioning ［J］. Materialia ， 2022 ， 25 ： 101522 .
Gao H J ， Huang Y G . Geometrically necessary dislocation and size-dependent plasticity ［J］. Scripta Materialia ， 2003 ， 48 （ 2 ）： 113 - 118 .
0
浏览量
1
下载量
0
CSCD
0
CNKI被引量
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 鄂ICP备2022000839号
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
- 总访问量：35684