双相钢微观力学行为的弹塑性自洽模拟(2)
1 绪论
1.1 双相钢研究背景
汽车—作为最具代表性的交通工具，已经进入人们视线很久了，随着科技的发展，汽
车更新换代越来越快，同时人们对于车的各项性能的要求也越来越高比如舒适性、经济性、
安全性等等。二十世纪吹冰十年代末期石油危机的爆发[1]
，就要求在不降低安全性的同时，最
大限度的减少车身重量，二十世纪吹冰十年代末，对低合金高强度钢的研究，在科技学者的努
力下，取得了成果，双相钢便应运而生，有效的解决了汽车减重的问题，同时为提高冲压构
件的强度，提出了一种新的有效的方法。随着时代的变迁，环境问题与安全问题成为了人们
关注的焦点，与之对应的便是汽车构件的强度，与油耗问题。而降低油耗的一个重要方法便
是减轻车身重量，每当车重降低十分之一，耗油量便至少减少7%[2]
。双相钢的发展与应用很
好的满足了这一要求。
双相钢是由铁素体与马氏体组成的高强度钢，通过马氏体相变成为增强相，双相钢有着
低的屈服强度比，高的加工硬化率，高的强度，良好的吸收能量的特点。从双相钢的微观组
织中，可以看出主要是铁素体与马氏体两相，而他们的体积分数比、晶粒的大小以及马氏体
岛第二相（增强相）的形貌与分布决定，马氏体第二相的体积分数在15-30％之间时双相钢具
有优良的机械性能，通过控制增强相的特点，如相的分布范围、减小各相体积等，可以提高
双相钢的机械性制[3]
。双相钢强化效应是第二相马氏体的弥散强化，如果想提高其强度
18MPa，可以通过增加马氏体2%的体积分数来实现。
1.2 双相钢国内外研究现状
双相钢的开发与投产应用，是人们在钢铁研究方面的重大成果[4]
。双相钢良好的韧性以
及远胜于传统车用钢的强度，最早用于汽车轴承、车身底板等冲压件，到后来的建筑用高强
度钢筋、军用制品、承重件等一系列其他用途的材料采用双相钢的生产都一直备受关注。
起先，生产双相钢是在两相区热淬火生产的(后来因为轧制水平发展又产生了轧制双相
钢)，然而人们对两相区淬火和马氏体组织相变的认识还保持在原有阶段。1943年西欧以及美
国一些钢铁厂的工程师发现，完全奥氏体化的淬火速率过大（奥氏体化的淬火组织中存在有
铁素体等非马氏体组织），钢的强度、冲击韧性，特别是它的弹性上限明显降低。1953年的
热处理工艺检测表明，在750℃附近进行循环的热处理，可以降低晶粒的打小，它在室温下的
强韧性得到了明显提高，并且发现在750℃左右加热淬火后可以抑制钢的回火脆性。二十世纪
吹冰十年代后期，伴随着的扫描电子显微镜技术的发展，是人们对微观世界的观察更加细致，大家对双相及更多相合金的微观力学性能的认识得到了很大的提高，热处理的工艺更加成熟。
1.2.1 国内外双相钢发展应用概况
大部分欧美发达国家和日本韩国等钢铁技术强国处于双相钢研究和生产发展的领军主导
地位[5]
日本：日本在生产技术方面比较领先，比如大型连续退火生产线以及一系列成熟的高温
轧制技术。最开始时，日本是生产热处理双相钢为主，大部分钢都是低碳钢[5]
或是碳锰钢，
在加上其优异的加工水平，使其性能都比较不错。接着，在国家政府的干预了，着重开发了
板材更加厚的高规格双相钢来满足汽车工业对性能安全上得突破。并在实际的生产过程中更
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