近年來，中錳鋼因具有優(yōu)異的強(qiáng)塑積（抗拉強(qiáng)度與斷后伸長率的乘積）同時(shí)經(jīng)濟(jì)性及可制造性而得到了越來 越 多 的 關(guān) 注。中錳鋼通常含有質(zhì)量分?jǐn)?shù) ３％～１０％左右的 Ｍｎ元素，在熱軋或冷軋后的組織 為馬氏體，經(jīng)過α＋γ兩相區(qū)逆轉(zhuǎn)變退火處理而獲得 超細(xì)的鐵素體＋亞穩(wěn)奧氏體的復(fù)相組織，其中的亞 穩(wěn)奧氏體體 積 分 數(shù) 最 高 可 達(dá)６０％。這些 亞 穩(wěn) 奧 氏 體在拉伸形變過程中逐步發(fā)生 ＴＲＩＰ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａ－ ｔｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）效應(yīng)，從而獲得抗拉強(qiáng) 度 為 ８００～１６００ＭＰａ、斷后伸長率為２０％～７０％、強(qiáng)塑積 為２５～５０ＧＰａ·％的優(yōu)異力學(xué)性能。

１ 實(shí)驗(yàn)材料和方法

實(shí)驗(yàn)材料為工業(yè)試制的０．１Ｃ－５Ｍｎ鋼熱軋鋼板 （厚６．０ｍｍ），其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％）為：Ｃ０．１， Ｍｎ５．０，Ｓｉ０．０１，Ｆｅ余量。通過 Ｔｈｅｒｍａｌ－Ｃａｌｃ軟件 （ＴＣＦＥ８數(shù)據(jù)庫）計(jì)算了實(shí)驗(yàn)鋼 Ａｅ１和 Ａｅ３溫度分別 為６１０℃和７４０℃。對該熱軋板在實(shí)驗(yàn)室電阻爐中 進(jìn)行６５０℃的兩相區(qū)退火處理，保溫時(shí)間分別為５ ｍｉｎ（編號為 ＴＧ７）和３０ｍｉｎ（編號為 ＴＧ８），隨后空 冷至室溫。為了模擬鋼板表面處理過程中溫度升高 的影響，將一部分退火３０ｍｉｎ的試樣加熱到５００℃ 進(jìn)行回火處理，保溫時(shí)間為６０ｍｉｎ，隨后空冷（編號 為 ＴＧ８－５００）。此外，為考察變形后中錳鋼的氫脆敏 感性，將其余的退火３０ｍｉｎ試樣沿著鋼板軋制方向 取板狀拉伸試樣（寬度５ｍｍ、厚度１．５ｍｍ、標(biāo)距１５ ｍｍ），在 ＳＵＮＳ／ＵＴＥ５３０５ 型 材 料 試 驗(yàn) 機(jī) 上 進(jìn) 行 ５％預(yù)變 形，拉 伸 速 率 為 １ｍｍ／ｍｉｎ（編 號 為 ＴＧ８－ ５％）。上述實(shí) 驗(yàn) 鋼 的 處 理 工 藝 如 圖 １ 所 示。對 于 ＴＧ７及 ＴＧ８－５００樣，沿著鋼板軋制方向取板狀拉伸 試樣（寬度５ｍｍ、厚度１．５ｍｍ、標(biāo)距１５ｍｍ）。

采用ＺｅｉｓｓＥＶＯ１８型掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ） 和 ＨＩＴＡＣＨＩＨ－８００型透 射 電 鏡（ＴＥＭ）觀察 不 同處理狀 態(tài) 試 樣 的 微 觀 組 織 形 貌，加 速 電 壓 為 ２００ ｋＶ。從試樣上線切割０．４ｍｍ 厚的薄片，在砂紙上 均勻磨到４０μｍ 以下，并沖成直徑為３ｍｍ 的圓片， 然后在電解減薄雙噴儀上進(jìn)行電解拋光，雙噴溶液 為６％（體積分?jǐn)?shù)）高氯酸酒精，溶液溫度為－２０℃。 采用 日 本 理 學(xué) Ｄ／ＭＡＸ ２５００ 型 Ｘ 射 線 衍 射 儀 （ＸＲＤ）測定實(shí)驗(yàn)鋼中的奧氏體含量，選用 Ｃｕ靶，步 長為２（°）／ｍｉｎ，ＸＲＤ試樣尺寸為２ｍｍ×５ｍｍ×１０ ｍｍ，用 砂紙手工磨光后進(jìn)行電解拋光。

２ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)鋼經(jīng) ６５０℃ 兩相區(qū)等溫退火 ５ｍｉｎ（ＴＧ７ 樣）組織為板條狀，且存在大量白色顆粒狀組織。實(shí)驗(yàn)鋼經(jīng)過３０ｍｉｎ兩相區(qū)退火后再經(jīng)５００ ℃回火（ＴＧ８－５００樣）后，其微觀組織與 ＴＧ７有明顯 區(qū)別，板條狀組織不明顯且在原奧氏體晶界上有大 量白色顆粒狀組織。兩相 區(qū) 退 火３０ｍｉｎ 的試 樣 經(jīng) 過 ５％ 預(yù)變 形（ＴＧ８－５％樣）后其 組 織 與 ＴＧ７類似，為板 條 狀 組 織。鑒于 ＳＥＭ 分辨 能 力 有 限，為 觀 察 實(shí) 驗(yàn) 鋼 中 板 條狀組織和奧氏體晶界處的碳化物，采 用 ＴＥＭ 對 實(shí)驗(yàn)鋼的微 觀 組 織 形 貌 進(jìn) 一 步 分 析，如 圖 ３ 所 示。ＴＧ７樣板條狀組織為奧氏體 （黑灰色）＋鐵素體（灰白色）組成的兩相組織，板 條較為細(xì)小，在馬氏體板條束界和原奧氏體晶界處 還形成少量等 軸 狀 奧 氏 體?？?見，３ 種 實(shí) 驗(yàn) 鋼 在１０５～１４０℃ 附 近 有 一 較 強(qiáng) 的 氫 逸 出 峰， 在３５０℃附近 有 一 較 弱 的 氫 逸 出 峰。 鋼 中 的 氫 一般可分為可擴(kuò)散氫和非擴(kuò)散氫，通 常 認(rèn) 為 低 溫 側(cè)逸出的氫為室溫可擴(kuò)散性氫（大 約 ３００℃ 以 下逸出 的 氫），而 高溫逸出的氫為室溫不可擴(kuò)散性 氫，且鋼的氫脆敏感 性主要受可擴(kuò)散氫的影 響。

３ 分析討論

對此，上海博迅通過上述分析得出影響高強(qiáng)度鋼氫脆敏感性的主要因素包括應(yīng)力、可擴(kuò)散 氫 含 量 及 組 織 和 強(qiáng) 度 水 平 等 材 料 特 征。 ＴＧ８－５００樣強(qiáng) 度 水 平 最 高，可擴(kuò)散氫含量居中， 但其氫脆敏感性卻最低，這顯然主要與這３種實(shí)驗(yàn)鋼的組織特征有關(guān)，即回火處理及預(yù)變形影響實(shí)驗(yàn) 鋼的微觀組織及氫吸附逸出特征，進(jìn)而影響其氫脆 敏感性。值得注 意 的 是，３種 不 同 狀 態(tài) 實(shí) 驗(yàn) 鋼 的 強(qiáng) 塑積差異較 小。這表 明，適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚碓?不明顯降低強(qiáng)塑積的提前下，可大幅度地降低實(shí)驗(yàn) 鋼的氫脆敏感性；而較小的預(yù)變形盡管使氫脆敏感 性有所提高，但強(qiáng)塑積變化不明顯。



 

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