淬火延性鋼（QP鋼）詳解

QP鋼，也稱淬火延性鋼，淬火配分鋼，淬火－碳分配處理鋼(Quenching-Partitioning Steel)。2003年首先由J.G.Speer等人提出了QP鋼的概念。

QP工藝開(kāi)發(fā)是基于碳在馬氏體/奧氏體混合組織中擴(kuò)散規(guī)律的一種新的認(rèn)識(shí)與理解，目的是得到具有TRIP效應(yīng)的更高強(qiáng)度的鋼。

QP鋼屬于第三代汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼，通?？梢赃_(dá)到的力學(xué)性能范圍為：抗拉強(qiáng)度800～1500MPa ，伸長(zhǎng)率15 %～40 %。

工藝原理

QP（ Quenching and Partitioning）鋼的工藝原理是，將鋼加熱到奧氏體化區(qū)( 或兩相區(qū)) 等溫保溫一段時(shí)間后，快速冷卻到Ms（馬氏體相變開(kāi)始溫度）和Mf（馬氏體相變結(jié)束溫度）間的淬火溫度QT并保溫，產(chǎn)生適量的馬氏體，隨后升溫到高于Ms溫度的配分溫度PT，并恒溫一段時(shí)間，確保殘留奧氏體富碳過(guò)程完成。

QP鋼的室溫組織

QP鋼室溫組織主要是貧碳的板條馬氏體和富碳殘留奧氏體。

馬氏體組織保證了鋼的強(qiáng)度，殘留奧氏體由于在形變過(guò)程中發(fā)生相變誘發(fā)塑性而提高了鋼的塑性，鋼的強(qiáng)度最高可以達(dá)到1500 MPa，而對(duì)應(yīng)延伸率仍有15%。

QP鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

QP鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵是熱處理溫度控制，包括：退火升溫速率、退火溫度及時(shí)間、緩冷段冷卻速度及溫度、淬火冷卻速度及溫度、配分溫度及配分時(shí)間。

在QP鋼的生產(chǎn)中，采用較高的加熱速率，兩相區(qū)退火，較低的緩冷速度和溫度，有利于引入鐵素體，穩(wěn)定奧氏體，增加延伸率；采用較快的冷卻速度，得到馬氏體組織，確保得到高強(qiáng)鋼。

QP鋼的熱處理工藝流程圖和相關(guān)顯微組織形貌

左圖：典型QP鋼的顯微組織照片，用基于EBSD的取向成像技術(shù)（ORM）拍攝，彩色晶粒對(duì)應(yīng)奧氏體，亮灰晶粒為一次淬火馬氏體（已配分），暗灰色晶粒為二次淬火馬氏體（ 未配分）。

右圖：Q&P鋼的熱處理示意圖，一次淬火馬氏體晶粒在第一次淬火時(shí)形成，二次淬火馬氏體晶粒在第二次淬火時(shí)形成。? Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH

(a) Q&P：淬火+配分        (b) I&Q&P：兩相區(qū)等溫+淬火+配分

(M1：一次淬火馬氏體 │  M2：二次淬火馬氏體 │ RA—?dú)堄鄪W氏體）

開(kāi)發(fā)進(jìn)展及應(yīng)用案例

目前，寶鋼QP鋼已開(kāi)發(fā)出無(wú)鍍層、熱鍍鋅、鍍鋅合金化等不同產(chǎn)品種類；980MPa、1180MPa等不同強(qiáng)度級(jí)別；高塑性、高擴(kuò)孔性等不同性能特點(diǎn)的較為完整的產(chǎn)品序列，可滿足不同用戶的個(gè)性化需求。

(a) B柱加強(qiáng)件（左件/右件），材料980 QP；厚度：2.0 mm；

(b) B柱內(nèi)側(cè)件，材料980QP；厚度：1.2 mm；

(c) 前地板側(cè)梁，材料980 QP；厚度：1.8 mm；

(d) 內(nèi)門板（左件/右件），材料980 QP；厚度：1.0 mm。

圖6 已進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的寶鋼QP鋼產(chǎn)品牌號(hào)及性能