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随着汽车工业的发展,高强度高塑性的先进钢铁材料被广泛应用于汽车行业。以“多相(Multiphase)、亚稳(Metastable)、多尺度(Multiscale)”(简称 M3)的组织调控理论为依据,提出了以中锰钢为基础的第三代汽车用钢。 本文以新型中锰钢为实验材料,通过对铁素体奥氏体双相组织的中锰钢进行不同压下量的冷轧实验,并对冷轧组织和力学性能进行表征,结果表明中锰钢在冷轧过程中主要发生了奥氏体向马氏体转变,铁素体晶粒沿着轧制方向偏转以及片层间距变小。利用差示扫描量热法对冷轧中锰钢在加热过程中的相变行为进行研究,结果表明冷轧中锰钢中,随着压下量从5%增大到80%,相变激活能的大小从363 kJ/mol升高至824 kJ/mol,并且表象储存能随着压下量的增大先升高后降低,50%压下量的冷轧中锰钢获得了最大的表象储存能29.5J/g。 将不同压下量的冷轧中锰钢在两相区退火后分别利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和背散射电子衍射(EBSD)等仪器手段对微观组织进行表征,发现低压下量的冷轧中锰钢经奥氏体逆转变退火得到的是片层状的奥氏体和铁素体双相组织,而高压下量的冷轧中锰钢得到的是等轴状的奥氏体和铁素体双相组织。在650℃退火6小时后晶粒尺寸发生了明显的长大,奥氏体含量虽然升高了,但是奥氏体中碳含量迅速下降,导致奥氏体稳定性降低因而塑性降低;而在625℃长时间保温后,虽然奥氏体含量较低,但奥氏体中碳含量较高,中锰钢获得较高的塑性(A~40%-50%)。 探讨了冷轧中锰钢在拉伸过程中微观组织的演变以及奥氏体的变化行为,结果显示奥氏体含量随着应变量的增加而逐渐减少,这表明在拉伸过程中奥氏体通过持续发生的相变诱发塑性效应(TRIP效应),使得塑性提高。通过对奥氏体稳定性的计算,得出冷轧中锰钢中奥氏体具有较高的稳定性,因而中锰钢具有较高的塑性。 由中锰钢塑性与奥氏体含量之间的关系可知,由于拉伸过程中奥氏体的TRIP效应,在同一处理条件下塑性随残余奥氏体含量增加而增加,而且强塑积大小也随残余奥氏体含量线性上升,这表明残余奥氏体的TRIP效应是获得高强高塑的关键因素。冷轧中锰钢的加工硬化率可以分为三个阶段:1.铁素体和奥氏体的位错强化引起;2.形变诱导亚稳奥氏体向马氏体转变引起;3.由裂纹的形成和扩展引起,而且三个阶段均是均匀变形,为钢的塑性提供了较大贡献。