減輕汽車質(zhì)量并提高乘用安全性是未來(lái)汽車發(fā)展的方向，這要求新一代汽車用鋼具有高強(qiáng)度和高塑性的特點(diǎn)，然而強(qiáng)度水平的提高往往伴隨著塑性的降低。董瀚教授等通過(guò)在兩相區(qū)退火方法對(duì)中錳鋼進(jìn)行組織調(diào)控，得到馬氏體或超細(xì)晶鐵素體的基體和大量亞穩(wěn)奧氏體共存的復(fù)合組織，利用亞穩(wěn)奧氏體相的TRIP效應(yīng)顯著提高鋼的塑性，獲得高強(qiáng)度、高塑性、高強(qiáng)塑積的力學(xué)性能。
錳的配分和偏聚是逆相變中錳鋼形成大量亞穩(wěn)奧氏體的重要因素，而碳作為間隙強(qiáng)化元素，對(duì)于鋼強(qiáng)度水平的控制以及亞穩(wěn)奧氏體穩(wěn)定性的控制至關(guān)重要。本文以冷軋中錳鋼為對(duì)象，研究碳含量對(duì)微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律，為新一代汽車用冷軋薄板鋼的研究提供理論依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)鋼通過(guò)50kg真空感應(yīng)爐冶煉，化學(xué)成分為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）5Mn，0.008P，0.002S，0.003N，在此基礎(chǔ)上分別加入0.10%、0.14%、0.20%、0.40%的碳。鋼錠先改鍛成30mm厚的板坯，然后熱軋成厚度為3mm的板材，經(jīng)650℃退火處理后冷軋到1.5mm厚。平行于軋制方向取拉伸試樣毛坯，在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行650℃不同時(shí)間的退火處理，出爐空冷至室溫。
冷軋中錳鋼在650℃退火過(guò)程中發(fā)生了回復(fù)或再結(jié)晶和奧氏體逆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，可以獲得20%～25%的亞穩(wěn)奧氏體以及1μm左右的超細(xì)晶粒組織。冷軋中錳鋼碳含量越高，越容易在雙相區(qū)退火獲得大量、穩(wěn)定的奧氏體，且奧氏體越穩(wěn)定，加工硬化率越小。TRIP效應(yīng)和超細(xì)的晶粒尺寸是冷軋中錳鋼高強(qiáng)高塑的主要原因。可以從控制碳含量的角度來(lái)控制奧氏體的量以及其穩(wěn)定性來(lái)獲得高強(qiáng)高塑性能。