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新型汽车用钢——低密度高强韧钢的研究进展

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.19.022

轻量化已经成为汽车用钢的发展方向,近年来对低密度高强韧钢的开发顺应了这一趋势.Al元素的添加,降低钢的密度,同时提高层错能,影响变形机制.从成分设计与制备、变形机制、组织性能及工业化应用等方面,总结Fe-Mn-Al系、Fe-Al系和中锰系低密度高强韧钢的研究成果,并阐述了低密度高强韧汽车用钢的发展趋势.

关键词: 轻量化 , 汽车用钢 , 高强韧钢 , 变形机制 , Fe-Mn-Al , Fe-Al , 中锰钢 , K系碳化物

变质中锰耐磨钢的性能与应用

张明 , 陈晓军 , 刘凤君 , 王俊新 , 张钢茜

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2004.01.013

通过稀土、镁和钛对Mn6钢进行复合变质处理,使其铸态组织明显细化;利用铸造余热对变质Mn6钢铸件进行水韧处理,可简化铸件的生产工艺,降低生产成本;由此获得了具有优异耐磨性能的中锰铸钢,在低冲击功磨损条件下其耐磨性比普通Mn13钢提高80%.经过秦皇岛港务局大量应用,收到了显著的综合效益.

关键词: 中锰钢 , 变质 , 铸态 , 耐磨性

退火时间对超细晶中锰TRIP钢组织性能的影响

尹鸿祥 , 赵爱民 , 赵征志 , 李振 , 黄耀 , 代乐乐 , 曹佳丽

材料热处理学报

采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机模拟分析了退火时间对中锰TRIP钢0.1C-6Mn组织性能的影响规律.采用SEM、EBSD等微观方法观察不同工艺下制备的中锰TRIP的微观组织,利用XRD法测量了残留奥氏体量,实验测量了其力学性能.结果表明,650℃退火1 min时伸长率就达到了18％,抗拉强度1260 MPa,强塑积23 GPa％.通过EBSD证明试验钢退火马氏体只发生了回复,没有发生再结晶,且获得了超细晶组织.通过对保温3 min试验钢残留奥氏体研究,试验钢高的伸长率是由TRIP效应和组织的超细晶共同提供的.

关键词: 中锰钢 , 亚稳奥氏体 , 超细晶 , 两相区退火

冷轧中锰钢的成形性能

徐文欢 , 孙荣民 , 王存宇 , 周荣 , 时捷 , 曹文全

钢铁

研究了两相区退火时间对中锰钢（0.1C-5Mn）的微观组织结构、力学性能及扩孔性能的影响。利用扫描电镜（SEM）和背散射电子成像技术（EBSD）对退火过程中微观组织结构的演化进行了表征;通过拉伸和扩孔试验测定了不同退火状态下中锰钢的强度、塑性和扩孔率。研究表明,中锰钢在650℃下逆转变退火获得了含有大量奥氏体相的基体为超细晶组织的奥氏体、铁素体双相钢组织,强塑积（Rm.A）达到30GPa.%以上;奥氏体体积分数随退火时间的延长而逐步增加,但过多亚稳奥氏体对钢的综合成形性能不利。

关键词: 中锰钢 , 亚稳奥氏体 , 力学性能 , 成形性能

Mn含量对低碳中锰TRIP钢组织性能的影响

尹鸿祥 , 赵爱民 , 赵征志 , 宇文龙 , 李振 , 曹佳丽

材料科学与工艺

为研究连续退火工艺生产中锰TRIP钢汽车板的可行性，采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机模拟分析了不同锰含量对中锰TRIP钢组织性能的影响规律．采用SEM、TEM和EBSD等微观分析方法观察不同锰含量中锰TRIP的微观组织，利用XRD法测量了残留奥氏体量，实验测量其力学性能．结果表明：试验钢在650℃保温3 min时，随着锰质量分数（4．8％≤w（Mn）≤8％）的增加，屈服强度先增加后降低，抗拉强度持续升高，断后延伸率则基本不变，维持在20％左右，残余奥氏体含量也随着锰含量的增加而增加；当锰质量分数超过6％（含6％）时，真实应力-应变曲线由于动态应变时效而呈锯齿状，且加工硬化指数远大于5Mn钢．试验钢的高塑性由亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体或马氏体共同提供．

关键词: 中锰钢 , 亚稳奥氏体 , 超细晶 , 两相区退火 , 加工硬化 , 动态应变时效

细晶强化和位错强化对中锰马氏体钢的强化作用

赵杰 , 徐海峰 , 时捷 , 李箭 , 蒲健 , 曹文全

钢铁

研究了碳和锰含量对淬火中锰马氏体钢的位错密度、残余奥氏体含量、晶粒尺寸等组织结构以及室温力学性能的影响。借助于SEM、EBSD、TEM和XRD表征了材料的微观组织,探讨了马氏体钢的强化机制。结果表明：随着碳含量增加,淬火中锰钢的位错密度和残余奥氏体体积分数逐渐增加,板条束和板条块尺寸逐渐细化,大角晶界百分数逐渐增加,强度逐渐升高;增加锰含量能够提高马氏体钢的位错密度和抗拉强度。分析认为,位错强化和细晶强化是淬火中锰马氏体钢的主要强化机制。马氏体板条尺寸是马氏体抗拉强度的结构控制单元,而原奥氏体晶粒尺寸则是马氏体屈服强度的结构控制单元。

关键词: 中锰钢 , 板条马氏体 , 强化机制 , 碳含量 , 位错密度

连续退火对5％Mn超细晶TRIP钢组织性能的影响

赵征志 , 尹鸿祥 , 赵爱民 , 何建国 , 丁然 , 郑红红

材料科学与工艺

为开发强度和塑性良好配合的第三代汽车钢，采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机模拟分析了不同退火温度和时间对0．1C-5Mn中锰TRIP钢组织性能的影响规律．采用SEM和EBSD等微观分析方法观察不同工艺下制备的中锰TRIP的微观组织，利用XRD方法测量残余奥氏体体积分数，通过实验测量其力学性能．结果表明：实验的中锰TRIP钢在650℃保温3 min退火后获得最佳的综合力学性能，其抗拉强度为1022 MPa，总延伸率为19．3％，强塑积为20 GPa·％；应变前期试验钢中大量残余奥氏体发生转变，超细晶间的协调机制对试验钢的塑性起主导作用．

关键词: 中锰钢 , 亚稳奥氏体 , 超细晶 , 两相区退火 , 孪晶 , 连续退火

中锰奥氏体钢的脆性断裂研究

高灵清 , 李慧 , 朱金华

材料开发与应用

水韧处理的中锰钢经退火处理后有较好的加工性能,但再经水韧处理,其室温拉伸试验发生了沿晶+解理的脆性断裂,并且塑性大幅下降.通过断口形貌、显微组织、X射线衍射和表面分析等手段,对这种特殊断裂现象进行了研究.结果表明,沿晶断裂是杂质元素在晶界偏聚的结果,而解理断裂与大量沿晶断裂的产生和奥氏体晶粒中的变形孪晶有关,其解理面为面心立方结构的(111)密排面.

关键词: 中锰钢 , 面心立方 , 脆性断裂 , 解理断裂

加热工艺对中锰钢残余奥氏体含量的影响

邱昌瀚 , 罗海文 , 刘军 , 胡俊 , 董瀚

钢铁

研究了不同加热方式对0.2％ C-5％ Mn钢650℃临界退火后残余奥氏体含量的影响.采用透射电镜TEM、电子背散射EBSD等技术研究了碳化物析出和组织形貌,利用XRD技术测定了残余奥氏体体积分数.结果表明:较低温度下等温一段时间后加热到650℃,或直接快速加热到650℃进行临界退火,可获得较多残余奥氏体.因为快速加热既能抑制升温过程中组织的回复和再结晶,也能抑制粗大渗碳体颗粒的析出;在较低温度等温处理时可析出细小弥散的碳化物并在临界退火时迅速固溶,这些细小弥散的碳化物作为形核核心加速了奥氏体相变.

关键词: 中锰钢 , 加热方式 , 渗碳体 , 临界退火 , 残余奥氏体