| 1 | Fe-Mn-Al-C低密度钢强化机制与拉伸性能研究进展及Nb微合金化展望显示文摘汽车工业的发展在带来经济社会进步的同时也造成了严重的能耗与污染问题,开发轻量化且高强度的汽车用钢,对降低燃油效率、减少污染物排放有积极的意义。Fe-Mn-Al-C低密度钢因其密度低、力学性能优良等优点,在汽车结构材料领域具有广阔的应用前景。而Fe-Mn-Al-C低密度钢的力学性能,特别是拉伸性能的优劣会直接影响该材料在汽车领域的应用前景。然而,基于合金元素含量变化及由此引起的组成相差异,Fe-Mn-Al-C低密度钢在受力变形过程中,其变形及强化机制也会发生变化。在不同的强化机制作用下,Fe-Mn-Al-C低密度钢的拉伸性能也会产生差异,从而影响其使用性能。因此,近年来科技工作者对Fe-Mn-Al-C低密度钢的强化机制与拉伸性能开展了深入研究,并取得了一定的成果。研究结果表明,铁素体Fe-Al低密度钢的强化机制主要为固溶强化,由于不存在相变硬化性,其强度及延伸率均处在较低水平。随着Mn、C等奥氏体元素浓度的增加,Fe-Mn-Al-C钢在固溶条件下获得的微观结构中奥氏体体积分数不断增加,强化机制逐渐转变为δ-铁素体的应变硬化与奥氏体晶粒的挛晶诱导塑性(TWIP)、马氏体相变诱导塑性(TRIP)效应共同作用和位错平面滑移机制,其强度与延展性随之升高。在Al、Mn含量较高的奥氏体Fe-Mn-Al-C钢中,κ-碳化物的析出及其与位错运动的相互作用所产生的沉淀硬化效应为其重要的强化机制,使奥氏体Fe-Mn-Al-C钢获得最佳的强韧性组合。本文基于国内外研究进展,分析总结了不同类型Fe-Mn-Al-C低密度钢的强化机制与拉伸性能。总结认为奥氏体Fe-Mn-Al-C低密度钢组织稳定性强,且具备优良的强韧性组合,应变硬化能力突出,应是未来Fe-Mn-Al-C低密度钢发展过程中的研究重点。但奥氏体Fe-Mn-Al-C低密度钢在应用过程中的强化相可控性差,易造成材料塑性损失。基于铌元素微合金化特性及FactSage热力学计算结果,提出铌微合金化奥氏体Fe-Mn-Al-C低密度钢可在保持现有优势的同时提升材料力学性能可控性,具有一定的研究意义与前景。 | 马涛 李慧蓉 高建新 王旭峰 宋宏伟 李运刚 | 2020 | 材料导报2020，34，23： | 12 |
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