轻质中锰钢局部变形带的研究现状

轻质中锰钢是第三代先进高强钢的代表,在变形过程中由于C、Mn、Al等合金元素的存在其可动位错经历被固溶原子和C-Mn原子团钉扎和脱扎的过程,从而在应力-应变曲线上呈现出吕德斯(Lüders)带和Portrvin-Le Chatelier(PLC)带这两种最典型的局部变形带,导致材料表面质量降低,对后续加工使用不利。目前,消除Lüders带和PLC带引起的表面缺陷的常用方法是在成形前对材料施加小的预应变或者调控材料的组织。然而这种方法只适用于经历小Lüders带应变和PLC效应的材料,因此寻求一种更为有效的延迟或消除Lüders带与PLC带的方法显得极其重要。本文从发生机理入手,讨论预应变、退火温度、退火时间等工艺和合金元素对上述两种局部变形带的影响,进而从晶粒尺寸、组织形貌、位错密度等微观角度总结减弱或加剧二者的具体机制,并着重解释不同成分与热处理工艺对C-Mn原子团形成、移动速率和与位错交互时间的影响以及抑制局部变形带的形成与拓展的作用。随后根据已有研究提出的不同解决方案,结合上述宏观与微观影响因素,展望了未来该领域研究的发展。

热处理温度对轻质中锰钢组织和力学性能的影响

采用室温拉伸、SEM、EBSD、TEM等分析检测技术,对在760~950℃热处理的轻质中锰钢的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:经过不同温度热处理后,试验钢的显微组织均由铁素体和奥氏体两相组成。830℃保温10min后水淬的试验钢可获得最佳力学性能,其抗拉强度为863MPa,断后伸长率为47%,强塑积达到40929MPa·%。当热处理温度降低至760℃时,钢中奥氏体含量减少,使得奥氏体中固溶碳含量增加,导致试验钢抗拉强度增加,断后伸长率降低,且无机械孪晶形成;当温度升高至910~950℃时,奥氏体晶粒粗化,奥氏体体积分数增加,其抗拉强度和断后伸长率相应降低。试验钢在拉伸变形过程中,其强化机制以孪晶诱发塑性和微带诱发塑性为主。