刘洪波等：钛和钒对高锰钢高温热延性的影响 ·523 200 350 (a) 700℃ ) 300 700℃ 150 250 200 100 800℃ 800℃ 150 900℃ 100 900℃ 50 1000℃ 1100℃1200℃ 1000℃ 50 1100℃ 1200℃ 0 01 0.2 0.3 0.4 05 0.6 0.7 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 真应变 真应变 400 700℃ 350 300 250 800℃ 200 150 900℃ 100 1000℃1100℃ 1200℃之 0,1 0.2 0.3 0.4 0.5 真应变 图3试样各温度的真应力-应变曲线.(a)M1:(b)M2:(c)MB Fig.3 True stress-true strain curves of specimens at different testing temperatures:(a)MI:(b)M2;(c)M3 400 纹，并且断口平滑.这说明了本文M3高锰钢中，由于 350 -M1 晶界强度的弱化，在拉伸过程中发生了晶界滑移，从而 吃 +-M2 -◆M3 导致整体的塑性变差，在800℃拉伸温度下对应的断 250 面收缩率为26.8%.在图5(0中，900℃下M3高锰钢 20 拉伸断口中出现了少量的细小韧窝，塑性稍有提高，对 应的断面收缩率为38.4%. 150 100 3讨论 50 3.1钛和钒对高锰钢热延性的影响及原因分析 0 700 800 900100011001200 从图2所示的高锰钢热延性曲线以及图5所示的 温度/℃ 试样断口中可以看出，单独添加钛(0.10%)和复合添 图4高锰钢试样抗拉强度随温度的变化 加钛(0.11%)和钒(0.20%)后的高锰钢在700~ Fig.4 Peak stress as a function of temperature in high-Mn austenitic 1200℃范围内的热延性都出现了不同程度的下降.另 steels 外，由图3所示真应力一应变曲线可知，钛和钒的加入 性穿晶断裂，对应断面收缩率为50.5%.900℃时，断 都在一定程度上延迟了高锰钢动态再结晶的发生.在 口出现了部分细小的韧窝，这说明M2高锰钢在900℃ 金属变形的过程中，动态再结晶的发生可以缓解基体 下的塑性有所提高，此时断面收缩率为54.6%.Hama- 中的应力集中并细化晶粒，晶粒间协调变形能力增强， da和Karjalainen通过对Fe-22Mn-0.6 CTWIP钢在 有利于提高材料的塑性.首先将M1、M2和M3高 900℃下拉伸断口进行分析，发现断口平滑并带有极 锰钢分别在800℃和900℃温度下拉断后进行纵剖，然 少量的韧窝，这是在拉伸过程中由于晶界滑移所致. 后试样经磨、抛、侵蚀等步骤之后，在金相显微镜下观 如图5(e)所示，在M3钢断口中出现了大量的楔形裂 察其晶粒以及组织形貌，结果如图6所示.刘洪波等: 钛和钒对高锰钢高温热延性的影响 图 3 试样各温度的真应力--应变曲线． ( a) M1; ( b) M2; ( c) M3 Fig． 3 True stress--true strain curves of specimens at different testing temperatures: ( a) M1; ( b) M2; ( c) M3 图 4 高锰钢试样抗拉强度随温度的变化 Fig． 4 Peak stress as a function of temperature in high-Mn austenitic steels 性穿晶断裂，对应断面收缩率为 50. 5% ． 900 ℃ 时，断 口出现了部分细小的韧窝，这说明 M2 高锰钢在 900 ℃ 下的塑性有所提高，此时断面收缩率为54. 6% ． Hama￾da 和 Karjalainen［34］通过对 Fe--22Mn--0. 6C TWIP 钢在 900 ℃下拉伸断口进行分析，发现断口平滑并带有极 少量的韧窝，这是在拉伸过程中由于晶界滑移所致． 如图 5( e) 所示，在 M3 钢断口中出现了大量的楔形裂 纹，并且断口平滑． 这说明了本文 M3 高锰钢中，由于 晶界强度的弱化，在拉伸过程中发生了晶界滑移，从而 导致整体的塑性变差，在 800 ℃ 拉伸温度下对应的断 面收缩率为 26. 8% ． 在图 5( f) 中，900 ℃下 M3 高锰钢 拉伸断口中出现了少量的细小韧窝，塑性稍有提高，对 应的断面收缩率为 38. 4% ． 3 讨论 3. 1 钛和钒对高锰钢热延性的影响及原因分析 从图 2 所示的高锰钢热延性曲线以及图 5 所示的 试样断口中可以看出，单独添加钛( 0. 10% ) 和复合添 加钛 ( 0. 11% ) 和 钒 ( 0. 20% ) 后 的 高 锰 钢 在 700 ～ 1200 ℃范围内的热延性都出现了不同程度的下降． 另 外，由图 3 所示真应力--应变曲线可知，钛和钒的加入 都在一定程度上延迟了高锰钢动态再结晶的发生． 在 金属变形的过程中，动态再结晶的发生可以缓解基体 中的应力集中并细化晶粒，晶粒间协调变形能力增强， 有利于提高材料的塑性［35］． 首先将 M1、M2 和 M3 高 锰钢分别在800 ℃和900 ℃温度下拉断后进行纵剖，然 后试样经磨、抛、侵蚀等步骤之后，在金相显微镜下观 察其晶粒以及组织形貌，结果如图 6 所示． · 325 ·