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锰元素扩大奥氏体相区,因而中锰钢具有很高的淬透性,区别于奥氏体高锰钢,中锰钢可以通过适当的热处理工艺控制其组织转变,在较大的冷速范围内获得马氏体组织。本文设计开发中锰钢,以变形中锰钢(5%-7%Mn)为研究对象,结合热力学与动力学计算软件对其相转变特性进行计算机数值计算,并进一步对热变形行为及热处理特性进行了系统的试验研究。本文利用Thermo-Calc软件对伪二元相图以及平衡态相组成及含量进行理论计算,用以进行化学成份筛选;金属材料相图及物理性能计算软件JMatPro对CCT及TTT曲线进行理论模拟计算,得到不同成分试验钢的相转变特性理论计算结果。采用物理模拟试验方法,利用Gleeble-3500热模拟试验机对变形中锰钢进行热拉伸和热压缩试验,热拉伸试验结果确定了最佳始锻温度为1200℃,最佳终锻温度应不低于950℃。试验钢在900-1200℃温度范围内塑性良好;热压缩变形组织在晶界发生动态再结晶,6#(0.25C6Mn)试验钢在应变速率0.1s-1时950℃明显有较多细小动态再结晶晶粒,应变速率0.5s-1时950℃刚刚发生动态再结晶。进行了系统的淬火温度试验和回火组织转变试验,并采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)等手段分析其微观组织结构。优选得到最佳淬火温度。对回火过程中的马氏体组织转变规律及硬度进行研究,650℃回火马氏体板条界处有细小弥散颗粒状析出相,其Cr和Mo元素含量较高。残余奥氏体呈现出很好的稳定性,回火温度高达650℃时仍有2.6%稳定存在。硬度随回火温度升高呈阶梯型下降,回火过程中无二次硬化现象产生通过上述基础性研究工作,对变形中锰钢的热变形行为以及热处理特性获得了较为清楚的认识,为其热加工工艺提供了理论依据,进而可在工程实践中优化锻造热处理工艺使其获得优良的使用性能。