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随着汽车轻量化的发展,以及世界范围内日益增长的对环保、能源的重视,近年来,作为汽车合作伙伴的钢铁行业也掀起了超高强高塑性等高指标节能型汽车用钢的研发热潮。在众多提高钢铁材料强韧性的方法中,细化组织是唯一提高强度而不降低韧性的方法。目前钢铁组织细化已成为材料研究的重要方向。本文从两方面去研究高锰TWIP(twinning induced plasticity)钢的组织细化：一方面是等通道转角挤压(ECAP, equal channel angular pressing)法；另一方面是合金元素(Nb)的细化作用。本文通过力学性能测试,结合光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等表征技术,探讨ECAP挤压过程中组织的演变、Nb合金元素对TWIP钢的影响、TWIP钢的力学性能,并对TWIP钢中的TWIP效应机制和马氏体相变形成机制进行了较为系统的研究,获得以下主要研究结果。(1)成功地实现了500℃和600℃时TWIP钢的C方式ECAP变形,含Mn23.8%的实验钢经4道次ECAP变形后,试样的组织显著细化,获得了大角度晶界等轴组织。组织观察表明：第1道次组织细化效果最显著,随后道次的主要作用是增加晶粒的取向差,具有大角度晶界粒的比例随变形道次增加面增加；4道次ECAP齐压变形后,力学性能发生了很大变化：显微硬度由原材料的172.3Hv增加到300.9Hv。含Mn31.1%的实验钢经ECAP变形后,晶粒细化不明显。(2)研究表明从900℃～1100℃,随着固溶温度的升高,钢板的抗拉强度和屈服强度降低,而延伸率升高迅速,但在1200℃时塑性却大幅降低；TWIP钢优良的力学性能来自于形变过程中的孪生诱发塑性效应(Twinning Induced Plasticity, TWIP效应)或马氏体相变诱发塑性(Transformation Induced Plasticity, TRIP效应)。(3)对含Nb的TWIP(?)的微观结构表征显示,铌的加入显著降低奥氏体晶粒的尺寸,通过细品强化增加了钢的强度。合金元素Nb的细晶强化作用以及提高层错能改善塑性的优点导致含Nb的TWIP钢具有优异的综合力学性能。(4)对断口进行SEM分析,结果表明TWIP(?)断口都为韧窝断口,体现出良好的延性断裂特征,其变形和断裂过程为微孔洞的形核、长大和聚合。拉伸时没有颈缩现象