作為性能優(yōu)異的低溫鋼材料，奧氏體不銹鋼的鎳合金元素含量較高；因此其成本昂貴且主要應(yīng)用于接近-196℃的深低溫工作環(huán)境中。隨著極寒地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)用鋼、工程機(jī)械用鋼的迅速發(fā)展和海洋開發(fā)活動的持續(xù)加強(qiáng)，開發(fā)低成本、低溫用結(jié)構(gòu)鋼成為鋼鐵材料研發(fā)的重點。微合金化和控軋控冷（TMCP）細(xì)晶制備技術(shù)是開發(fā)低成本、低溫用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的重要手段。某公司嘗試采用TMCP工藝開發(fā)出滿足英國BS EN 10210-1-2006《非合金和細(xì)晶粒鋼熱軋結(jié)構(gòu)鋼管（空心管材）》標(biāo)準(zhǔn)的新型熱軋細(xì)晶粒低溫低合金鋼板。TMCP工藝?yán)眯巫兒拖嘧儚?qiáng)化來改善鋼材性能，但是采用TMCP工藝生產(chǎn)的厚鋼板，其組織不均勻、性能波動大，因此進(jìn)行軋后熱處理是必不可少的環(huán)節(jié)。研究正火處理對新型高性能低溫鋼組織、力學(xué)性能及斷裂機(jī)理的影響對指導(dǎo)實際生產(chǎn)具有重大意義。
研究結(jié)果表明：
（1）TMCP試樣的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比高，易產(chǎn)生應(yīng)力集中及脆性斷裂，低溫沖擊性能差。正火處理會降低TMCP試樣的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，不完全正火處理實驗的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均隨正火溫度的增加而降低，完全正火處理試樣的則隨正火溫度的增加而提高，正火處理試樣的伸長率和夏比V型缺口沖擊吸收功變化規(guī)律與其強(qiáng)度變化規(guī)律相反。920℃完全正火處理試樣的綜合力學(xué)性能最佳，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率分別為480MPa、7400MPa、20.5%，在-20、-50℃下的夏比V型缺口沖擊吸收功分別為45、30J。
（2）TMCP試樣的組織為粗大條狀鐵素體、索氏體和少量針狀鐵素體，存在明顯的珠光體條帶。隨著正火溫度的增加，不完全正火處理試樣組織中的針狀鐵素體逐漸消失，晶粒逐漸細(xì)化并伴隨等軸化；860、920℃完全正火處理試樣的組織為等軸鐵素體和珠光體，鐵素體晶粒尺寸分別為11.5、12.1μm；待正火溫度提高至1000℃時，試樣的組織晶粒發(fā)生粗化，鐵素體晶粒尺寸達(dá)到22.7μm，并出現(xiàn)魏氏體組織。
（3）TMCP試樣垂直于沖擊方向斷面寬度沒有變化；860、920℃完全正火處理試樣，垂直于沖擊方向斷面已經(jīng)發(fā)生較大的塑性變形，其寬度分別增大至10.52mm和10.36mm。TMCP試樣宏觀斷口平齊，微觀形貌中存在大量的準(zhǔn)解理小平面和撕裂棱；860、920℃完全正火處理試樣宏觀沖擊斷口表面凹凸不平，微觀形貌特征為大量尺寸不一的橢圓形韌窩，試樣的斷裂形式由準(zhǔn)解理斷裂變?yōu)轫g性斷裂。