【亮点文章】超高强冷轧双相钢的临界区退火工艺探讨

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（来源：特殊钢）

超高强冷轧双相钢的临界区退火工艺探讨

何金光胡国贤肖月华李壮李涛杜文晶李秋阳

（文山学院冶金与材料学院，文山 663099）

DOI：10.20057/j.1003-8620.N250597

摘 要针对超高强冷轧双相钢化学成分（质量分数/%）0.220C，0.470Si，2.500Mn，0.410Cr，0.050Al，0.020Nb，在连续退火热模拟试验机上采用临界区退火实验，以验证退火工艺对组织及机械性能的影响。结果表明，实验钢经临界区退火后，得到铁素体+马氏体双相组织。马氏体造成双相钢的高强度。在退火过程中有碳化物析出，造成沉淀强化。钢中存在残余奥氏体，有助于双相钢在具有高强度的同时，保持足够的塑性。在临界区温度退火，随着退火时间延长，实验钢进入奥氏体长大的平衡阶段，抗拉强度逐渐升高，伸长率逐渐降低。保温时间超过180 s后，开始趋于稳定。820 ℃保温180 s时，实验钢抗拉强度为1 350 MPa、屈服强度为745 MPa、屈强比为0.55、伸长率为8%、强塑积为10 800 MPa·%，获得了综合性能良好的超高强冷轧双相钢。

关键词超高强双相钢；临界区退火；保温时间；马氏体岛

由于新能源汽车搭载了三电系统设备，使整车质量增加，所以，对轻量化技术的需求更加迫切［1］。采用超高强钢双相钢板是使汽车车身轻量化的发展方向［2］。双相钢板具有高强度与高延展性的平衡、优异的成型性能、耐腐蚀性、高冲击韧性、优良的焊接性能以及成本低廉等特点。在双相钢的制备过程中，其在连续退火时能否保持良好的退火工艺参数是制备双相钢的关键环节。针对在汽车中应用的超高强度双相钢板的研究正在受到科技工作者的关注［3-6］。铁素体和马氏体组成的双相钢通常由低C、低合金钢借助临界区处理或控轧控冷获得［7-10］。

在连续退火生产线上，常常将临界区加热叫作退火。双相钢在临界区加热时，处于奥氏体与铁素体两相区保温，钢中形成足够奥氏体，奥氏体保证了后面马氏体的生成。临界区加热温度和保温时间是重要参数。通过调整淬火后马氏体的含量，可以优化双相钢的性能［11］。钢加热到临界区时，在碳扩散所控制下，完成了奥氏体的开始形核、长大过程，同时，铁素体充分再结晶。但过短的保温时间是无法达到最终的平衡的。必须具有足够的保温时间，才能获得所需要的组织性能。从生产现场效率出发，考虑到钢板的形状、氧化、脱碳等因素，又希望尽量减少临界区的保温时间［12］。

采用连续退火的热模拟实验机，作者通过对实验钢在两相区保温不同时间，获得了稳定的工艺参数，对现场超高强冷轧双相钢的实际生产具有指导意义。

图片精选

临界区退火试样的SEM组织：（a） 5 s，（b） 60 s，（c） 180 s，（d） 480 s

Fig. 4SEM micrographs of the specimens after intercritical annealing ： （a） 5 s， （b） 60 s， （c） 180 s， （d） 480 s

退火时间180、480 s下实验钢的透射电镜组织：（a） 180 s 时的残余奥氏体， （b） 480 s 时的马氏体岛

Fig.8TEM micrographs of tested steels annealed at 180 s and 480 s ： （a） retained austenite at 180 s， （b） martensite island at 480 s

实验钢不同保温时间下的拉伸性能：（a） 强度， （b） 伸长率和强塑积

Fig. 9The mechanical properties of tested steels at the various holding time ： （a） the strength， （b） the elongation and strength-plasticity-product

结论

1）实验钢经临界区退火后，得到铁素体+马氏体双相组织。马氏体造成双相钢的高强度。在退火过程中有碳化物析出，造成沉淀强化。钢中存在残余奥氏体，有助于双相钢在具有高强度的同时，保持足够的塑性。

2）在临界温度820 ℃保温，当退火时间达480 s时，双相钢基本属于奥氏体平衡阶段，奥氏体继续完成成分均匀化、铁素体中的C、Mn仍然向奥氏体内部扩散，导致奥氏体的稳定性增加，这对于其在后面的马氏体形成是有利的。

3）在临界温度820 ℃保温过程中，奥氏体与铁素体发生相互转变，马氏体含量随保温时间延长而增加，强度升高伸长率下降，至180 s开始，性能基本趋于稳定。对于820 ℃保温180 s的工艺参数，得到了具有良好性能（抗拉强度1 350 MPa、屈服强度745 MPa、屈强比0.55、伸长率8%、强塑积10 800 MPa·%）的超高强冷轧双相钢。

引用本文：何金光,胡国贤,肖月华等.超高强冷轧双相钢的临界区退火工艺探讨[J].特殊钢,2026,47(04):74-79.(He Jinguang,Hu Guoxian,Xiao Yuehua,et al.Investigation of Intercritical Annealing of Cold-rolled Ultra-high-strength Dual-phase Steel[J].Special Steel,2026,47(04):74-79.)

通信作者：李壮（1964—），男，博士,教授；E-mail: lizhuang20047@163.com

基金信息：国家高技术研究发展计划 (2015AA03A501)

中图分类号：TG142.41

文章编号：1003-8620（2026）04-0074-06

收稿日期：2025-12-16

出版日期：2026-07-30

网刊发布日期：2026-07-06