【摘 要】
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当今社会正在面临能源危机和环境恶化的双重挑战,节能、减排刻不容缓。中锰钢作为第三代先进高强钢的典型代表,具有密度小、成本低等优点,其拥有超细亚稳奥氏体和铁素体的组合,通过相变诱发塑性（Transformation Induced Plasticity,TRIP）效应,可获得高强度和高延伸率,实现高强塑积车身材料的应用,这对于提高燃油经济性和碰撞安全性方面具有重要意义。本文分别以4Mn-3Al-0.
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当今社会正在面临能源危机和环境恶化的双重挑战,节能、减排刻不容缓。中锰钢作为第三代先进高强钢的典型代表,具有密度小、成本低等优点,其拥有超细亚稳奥氏体和铁素体的组合,通过相变诱发塑性（Transformation Induced Plasticity,TRIP）效应,可获得高强度和高延伸率,实现高强塑积车身材料的应用,这对于提高燃油经济性和碰撞安全性方面具有重要意义。本文分别以4Mn-3Al-0.38C wt.%锻态和热轧中锰钢为研究对象,采用亚温淬火+低温回火的热处理工艺,探究不同亚温淬火温度下,锻态和热轧中锰钢组织转变规律、力学性能及应变硬化行为。最后分析其组织结构和力学性能关系,探究其强塑性机制和组织调控策略,为高强塑积中锰钢材料的工业化生产提供理论指导。主要结论归纳如下:（1）锻态实验钢经730℃保温60 min水淬,再200℃回火20 min后,获得了超细铁素体和残余奥氏体的双相均质中锰钢材料,其残余奥氏体含量达55 vol.%,拉伸过程产生明显的TRIP效应,拉伸断裂后位错密度增加,未发现应变局部化带来的波特文-勒夏特利埃（Portevine-Le Chatelier,PLC）效应,变形协调性好,抗拉强度达到900 MPa,延伸率达到76.1%,获得了68.5 GPa·%的高强塑积。经780℃保温60 min水淬,再在200℃回火20 min后的试样,获得了铁素体、马氏体和残余奥氏体的三相组织,应变硬化率高,抗拉强度达1373 MPa,延伸率达31%。（2）热轧实验钢经720℃保温60 min水淬并低温回火后,在横截面上获得了由超细残余奥氏体层与粗大铁素体层构成的异质层片结构（Heterogeneous Lamella Structure,HLS）,称为异构中锰钢材料,其残余奥氏体含量达63.8 vol.%,晶粒尺寸分布范围宽,使得能在较宽应变范围内产生连续的TRIP效应,异构材料具有异构形变诱导（Heterodeformation Induced,HDI）硬化效应,拉伸断裂后,试样整体和局部组织变形均匀,其抗拉强度达957.4 MPa,与相同热处理温度下的均质中锰钢材料相比,异构中锰钢具有更高的强度,延伸率达77.0%,获得了73.7 GPa·%的高强塑积。（3）热处理过程中,C、Mn、Al元素存在明显配分行为,其中C、Mn元素倾向于向奥氏体富集,Al元素倾向于向铁素体富集,保温时间一定,淬火温度升高,奥氏体长大,奥氏体中C、Mn元素含量降低,奥氏体热稳定性和机械稳定性降低;机械稳定性低的奥氏体,在拉伸变形中TRIP效应不连续,应力-应变曲线上出现锯齿带,即PLC效应;随着淬火温度的升高,实验钢的抗拉强度不断增加,延伸率和强塑积出现先增后减的趋势;拉伸断裂后,显微硬度增加,<111>取向奥氏体具有更高的机械稳定性。
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