高Mn高Si TWIP钢显微组织与力学性能

覃作祥，刘志强，张剑波

(大连交通大学 材料科学与工程学院，辽宁 大连 116028)

0 引言

1997 年，Grassel［1］等在试验研究 Fe-Mn-Si-A1系TRIP钢时发现，当锰含量达到25%，铝含量超过3%，硅含量在2%～3%时，其抗拉强度(MPa)和延伸率(%)的乘积在50 000以上，是高强韧性TRIP钢的两倍.由于该类合金的高强韧性来自形变过程中孪晶的形成而不是TRIP钢中的相变，故命名为孪生诱发塑性(twinning inducedplasticity，TWIP)钢.TWIP钢不仅具有高强度，高应变硬化率，还有非常优良的塑性，韧性和成形性能.从现代汽车用钢对高强度和高塑性的要求来看，TWIP钢是最佳选择［2］，因此受到重视.近年来，国内外学者在TWIP钢的合金化原理、孪生诱发塑性效应的机理和影响因素等方面做了大量工作，取得了一定的进展［3-18］.但前面所述的工作其Mn含量一般低于25%，Si含量在3%左右，因此，研究高Mn和高Si钢的TWIP效应，将有助于了解这两种强降层错能的合金元素在合金中的作用，为开发和研究新型合金奠定基础.

1 实验材料及方法

实验所用的合金采用超低碳纯铁、电解锰(经过熔化去气处理)、纯铝、纯铬、纯硅等为冶炼原料，在真空感应电炉中并充氩气保护的情况下冶炼，而后浇铸成圆形钢锭，红热状态脱模.合金的化学成分列于表1.合金钢锭经1 150℃保温2 h，然后锻成20mm×20mm的方棒.将锻造好的方棒用砂轮切割机切割成一定长度，然后经1 000℃ ×1 h固溶处理.金相试样经机械磨削后，进行抛光，用13%的硝酸酒精进行腐蚀处理，在(VHX－1000超景深)显微镜上观察.按国家标准加工成标准拉伸试样，拉伸实验在电子万能试验机上进……