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Fe-Mn-Al-C系低密度钢由于较低的密度以及优异的力学性能、良好的耐蚀性、抗氧化性等诸多优点,成为未来汽车用钢的优良材料,是汽车轻量化的重要研发方向。而Fe-Mn-Al-C系钢的密度降低来主要源于轻质元素Al、C的添加。其中对于C元素的研究大多集中于Fe-Mn-Al-C系合金中较低的锰钢(如18Mn、20Mn),而缺乏对高锰低密度钢中C含量的作用规律的系统研究。因此,系统地研究C含量对高锰Fe-Mn-Al-C系低密度钢的组织和性能的作用规律具有重要的意义。本文通过研究5种不同C含量的Fe-30Mn-10Al-C低密度钢,讨论了不同C含量的Fe-30Mn-10Al-C双相和单相钢在固溶和时效处理后的组织演变和力学性能变化。得到的主要结论如下:(1)随着C含量的增加,固溶后实验钢的奥氏体相的体积分数逐渐提高,微观组织由铁素体+奥氏体双相组织演变为奥氏体单相组织,且固溶于奥氏体中的C原子数量增多。奥氏体相中都含有大量孪晶。奥氏体单相实验钢C含量≥1.47%时,固溶后钢的组织中析出了纳米级κ′碳化物。(2)随着C含量的增加,固溶后实验钢的强度不断提高,延伸率先增加后降低。单双相实验钢的加工硬化率具有显著的区别,双相钢的加工硬化率呈单调下降趋势,单相钢的加工硬化率呈驼峰状,这表明两者对应不同的应变强化机制。对于双相实验钢,与铁素体相比,奥氏体相具有更好的应变协调能力,因此在双相区提高C含量可以显著提高钢的延伸率,但强度基本不变。对于奥氏体单相实验钢,随着C含量的增加,钢的强度不断提高,当C≤1.47%时,延伸率的变化不大,而C含量更高时,延伸率显著降低。(3)5种C含量的实验钢在24h时效后的组织都演变为奥氏体+铁素体+β-Mn,随着C含量的提高,实验钢组织中的β-Mn的相含量降低。这是由于C含量越高,β-Mn的稳定性越低。奥氏体相与铁素体相晶内都析出了κ′碳化物,但两者的形貌明显不同,κ′碳化物在奥氏体相中呈层片状,在铁素体相中呈蠕虫状,形貌不同的原因是κ′碳化物与奥氏体呈共格关系,与铁素体呈半共格关系。(4)随着C含量的增加,固溶态的硬度逐渐增加,且最终时效硬度稳定值增加;同时,时效初期硬度快速增加达到稳定,表明κ′碳化物具有很高的析出驱动力。此外,双相钢长时间时效后出现二次硬化,这归因于组织中大量的β-Mn的析出。