中文摘要：

开发低成本、加工性能和服役性能优良的高强度汽车钢，为节能减排、又保持汽车安全性的必由之路。申请人提出了在热成形工艺中引入淬火－配分－回火（QPT）的新工艺，获得的高强塑积钢称为热成形QPT钢（HSQPT）,其优良性能与奥氏体塑性变形结合碳配分新工艺所获得的超细复相组织相关。因此，需要研究热成形QPT钢组织超细化机制和超细复相组织高强塑积形成原理，包括强塑积18000MPa%以上（含碳0.2wt%，抗拉强度1500MPa）汽车钢板的合金成分设计、工艺优化和组织性能相关性研究；HSQPT工艺通过变形、相变和碳配分的耦合作用，获得超细复相组织的机制；在超细复相组织中引入软相，使应变非局域化的高强塑积形成原理，及其复相组织稳定性（残余奥氏体的相变诱发塑性）的尺度效应等。以上研究对多场下的马氏体相变理论，实现高强钢塑性成形与热处理一体化工艺组织精确控制，及新一代汽车用高强钢的开发和应用有重要意义。

结论摘要：

项目首先按原定研究方案，揭示了高硅高强热成形钢是一种适宜进行淬火-配分-回火（Q-P-T）处理的高强钢，Si同时起到抑制碳化物析出和残余奥氏体分解作用，当热变形速率0.005s-1、热变形量50%，在淬火温度260℃和配分时间300s时，抗拉强度达1525MPa，总延伸率13.6%。并进一步提出形变诱发铁素体相变（DIFT）加Q-P-T工艺。 其次，研究了Q-P-T处理工艺获得的第三代高强汽车钢的氢脆和韧性等使用服役性能，加快其工程应用。采用电化学充氢方法和慢速率拉伸实验，结合断口形貌观察分析了材料的氢脆敏感性。研究表明氢致裂纹从奥氏体马氏体的界面处起源，铁素体中不会诱发裂纹形核。用预制裂纹的double edge-notched tension (DENT) 样品测试了Q&P钢的断裂韧性。裂纹尖端马氏体转变更倾向于在稳定性低的残余奥氏体发生，并进一步提高Q&P钢的断裂韧性。 第三，发展了QP980钢多相复杂组织的多种表征手段，重点研究残余奥氏体的分布和体积分数。分别用XRD、磁性、EBSD和穆斯堡尔谱测量了残余奥氏体体积分数并与彩色金相统计结果比较，结果显示马氏体中奥氏体稳定性略高于铁素体中奥氏体。 最后，研究了相关相变及奥氏体稳定性的机制问题。1）采用内耗方法研究Q&P钢碳的配分动力学，设计了高Ni模型钢0.39C-1.56Si-2Mn-9.84Ni，奥氏体化后水淬至室温，组织含有大量奥氏体（30%），揭示了100℃长时间退火过程中碳向位错的偏聚过程。2）采用差示扫描量热(DSC)法，测得Q&P处理后的试样的奥氏体分解激活能为221.3±5 KJ/mol，该结果与TRIP钢的数据相吻合；奥氏体热分解温度区间为400℃到500 ℃，说明Q&P处理后的试样奥氏体热稳定性较高。3）通过分子动力学模拟Fe-Ni纳米多晶体在降温过程中的马氏体相变，为考察含亚稳奥氏体相变的晶粒尺寸效应提供参考。 相关研究成果为发表论文19篇，其中SCI收录17篇（加和影响因子超过20)；参加国际会议14人次，其中项目负责人做邀请或主题报告5次，国内会议10人次，国内会议邀请报告3次；申请国际（美国和欧盟）专利1项；获邀在Taylor & Francis出版的 Encyclopedia of Iron, Steel and Their Alloys撰写英文综述1篇。