Metall. Mater. Trans. A:通過釩合金化同時提高中錳TRIP鋼強度和塑性

【引言】

馬氏體轉變會產生TRIP效應，該效應會使中錳鋼具有良好的抗拉強度和塑性。然而，中錳鋼的基體為較軟的鐵素體，所以中錳鋼屈服強度較低。通過微合金化產生沉淀強化或者淬火配分（Q&P）工藝可以提高中錳鋼的屈服強度。微合金化會產生碳化物，使中錳鋼力學性能變差。但晶粒尺寸也會影響鋼材的力學性能，V和Ti等合金能夠細化晶粒，提高鋼材的力學性能。所以，當前還不清楚微合金化是否會使中錳鋼力學性能變差。

【成果簡介】

近日，香港大學的黃明欣教授（通訊作者）在Metallurgical and Materials Transactions A發表了最新的研究成果“Simultaneous Increase of Both Strength and Ductility of Medium Mn Transformation-Induced Plasticity Steel by Vanadium Alloying”。在該文中，研究人員研究了V對中錳TRIP鋼力學性能的影響。

【圖文導讀】

圖1 釩對顯微結構的影響

（a）無釩中錳TRIP鋼EBSD相圖

（b）添加釩微合金的中錳TRIP鋼EBSD相圖

（c）奧氏體基體中沉積釩碳化物的TEM圖

（d）釩碳化物的沉積相的EDX波譜圖

（e）無釩中錳TRIP鋼和釩微合金中錳TRIP鋼的奧氏體晶粒尺寸分布圖

（f）拉伸之前，無釩中錳TRIP鋼和釩微合金中錳TRIP鋼的XRD圖

圖2 中錳TRIP鋼力學性能

（a）無釩中錳TRIP鋼和釩微合金中錳TRIP鋼的工程應力-應變曲線

（b）對應的真應力-應變曲線和加工硬化曲線

（c）不同工程應變下，無釩中錳TRIP鋼和釩微合金中錳TRIP鋼中的奧氏體體積分數

圖3 中錳TRIP鋼斷后的變形孿晶

（a）無釩中錳TRIP鋼的斷裂后的變形孿晶

（b）圖（a）中變形孿晶的放大圖

（c）釩微合金中錳TRIP鋼的斷裂后的變形孿晶

（d）圖（c）中矩形框內的放大圖

圖4 斷口形貌圖

（a）無釩中錳TRIP鋼的斷口形貌

（b）圖（a）中矩形框內的放大圖

（c）釩微合金中錳TRIP鋼的斷口形貌

（d）圖（c）中矩形框內的放大圖

【小結】

釩微合金能夠同時提高中錳TRIP鋼的強度和塑性。由于釩微合金在細化晶粒的同時也會使碳含量降低，而這二者使得奧氏體晶粒的力學穩定性達到最優化，進而提高了加工硬化和塑性。此外，釩微合金還會抑制晶間裂紋的產生，使添加釩微合金的中錳TRIP鋼為韌性斷裂。

文獻鏈接：Simultaneous Increase of Both Strength and Ductility of Medium Mn Transformation-Induced Plasticity Steel by Vanadium Alloying（Metallurgical and Materials Transactions A，2018，doi.org/10.1007/s11661-018-4517-3）。

本文由材料人編輯部金屬組 楊樹 供稿，材料牛編輯整理。

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