含磷高强IF钢中硼、磷竞争晶界偏聚及对{111}面织构的影响

含磷高强IF钢兼有高强度及超深冲性能从而广泛用于轿车面板。该钢中添加适量的硼可以降低磷的晶界偏聚量，改善钢的冷加工脆性；但过量的硼会降低{111}面织构强度，恶化钢的深冲性能。开展硼、磷竞争晶界偏聚及其对{111}面织构影响机理研究是含磷高强IF钢研发和使用过程中迫切需要解决的科学问题。本项目拟以不同硼含量的含磷高强IF钢为研究对象，借助AES、SEM和HRTEM测定和观察再结晶退火试样中硼、磷晶界偏聚量、微观组织和位错微结构的变化，采用XRD和EBSD技术测定退火前后试样宏观与微观织构的演变，测试材料的力学性能与深冲性能。通过分析硼含量及再结晶退火工艺参数对硼、磷晶界偏聚及{111}面织构的影响规律，建立硼含量、再结晶退火工艺参数与{111}面织构的相关性，阐明高强IF钢再结晶退火过程中硼、磷竞争晶界偏聚及其影响{111}面织构的机理，为开发含磷高强IF钢提供实验数据及理论依据。

本项目以不同B、P含量的高强IF为研究对象，研究了微合金元素Nb、Ti、B对IF钢再结晶行为影响，IF钢热轧及冷轧后再结晶退火过程P、B晶界偏聚规律及机理、B对含磷高强度IF钢的{111}面织构影响规律、再结晶退火温度对IF钢织构及P、B晶界偏聚影响、不同B含量高强度IF钢再结晶织构及力学性能变化规律等。研究发现高强Nb-Ti-IF钢的再结晶激活能比Ti-IF钢及B-Ti-IF钢都高，含Nb的IF钢冷轧板退火处理后再结晶温度升高。含磷高强B-Ti-IF钢热轧及冷轧后再结晶退火过程B、P均发生晶界偏聚现象，但是添加B以后，IF钢中P晶界偏聚量大大降低；添加B与未添加B的含磷高强度IF钢在810℃退火以后，均得到较强的γ纤维织构，主要织构组分是{111}<112>和{111}<110>，其中含B的IF钢退火120s后γ纤维织构体积分数最大为66.6%，不含B的高强IF钢退火120s后γ纤维织构体积分数最大为72.8%。再结晶退火温度对{111}面织构及P、B晶界偏聚量均有影响，随着退火温度的升高，{111}面织构强度先增加后减小；当退火温度为810℃时{111}面织构强度最强，温度升高至840℃时织构强度反而减弱，当退火温度为810℃时CSL晶界占的比例最多，随机晶界的比例最小。退火温度为810℃时，B和P的晶界偏聚量均最低，此时对应的CSL晶界与小角度晶界最多，结果表明增加钢中CSL晶界与小角度晶界含量能够降低B和P在晶界的偏聚量。高强IF钢中P含量较高时，｛111｝面织构强度降低，而P、B含量适当，得到较高强度的<111>//ND织构，主要织构组分是｛111｝<112>和{111}<110>。含磷高强IF钢中P、B含量对强度及塑性应变比r值影响较显著。钢中P含量为0.11%，B含量为6ppm时，屈服强度和抗拉强度分别达到260MPa和387.5MPa，塑性应变比r值只有1.5，而P含量为0.89%，B含量为52ppm是，钢的屈服强度和抗拉强度分别为201.5MPa， 367.5MPa， r值达到1.95。本项目研究成果表明，含磷高强度IF钢中添加B 以后，由于B、P竞争晶界偏聚作用，P的晶界偏聚量大大降低，而B的添加对{111}面织构影响不是很显著，从而保证改善钢的二次冷加工脆性的同时保证钢的高的强度和深冲性能，为含磷高强度IF钢的实际应用提供理论依据和实验数据。