第11期 曹佳丽等：超细晶中锰钢温轧强化增塑机理 ·1467· 14m 1m 图2实验中锰钢微观组织.(a)热轧态：(b)冷轧态：(c)600℃温轧态 Fig.2 Microstructures of experimental steel:(a)hot rolled;(b)cold rolled:(c)600 C warm rolled 钢650℃温轧态组织.由图可知：温轧后实验钢微 2.4中锰钢的强化增塑机理 观组织具有明显的变化，成为铁素体+奥氏体的双 为进一步研究温轧对实验钢性能影响的本质， 相组织：微观组织保留了实验钢在轧制过程中的形 本文分别对上述三种工艺条件下实验钢进行X射 变状态，并且在突起的铁素体区域存在大量析出的 线衍射分析，结果如图4所示.从图中可以看出， 碳化物颗粒 三种工艺条件下实验钢的X射线衍射衍射峰位置 2.3中锰钢的力学性能 基本一致，均包括铁素体与奥氏体两相.但是对比 图3所示为实验钢分别经过冷轧、500℃温轧 不难发现，不同条件下奥氏体衍射峰值强度不同， 及600℃温轧后再进行650℃退火5h后的工程应 为计算残余奥氏体含量，利用X射线衍射分析软 力一应变曲线.从图中可以明显看出：冷轧退火后 件进行寻峰处理，并计算衍射峰角度、半高宽和积 的实验钢强度塑性较低，其强塑积仅为10332MPa: 分强度，选择奥氏体的{200}、{220、{311}衍射线 经过温轧后强度和塑性均有所提高，500℃温轧退 以及铁素体{200}、{211}的衍射线，利用下式计算 火后强塑积为16031MPa%,600℃温轧退火后强 残余奥氏体的体积分数间： 塑积可达30924MPa-%.值得注意的是，从工程应 IKa 力一应变曲线形状可以看出，三种不同工艺条件 Vy=1.Ka+IaKy (1) 下实验钢变形前期都存在一定阶段的锯齿状流变应 力状态：另外，在锯齿状流变应力结束后三种实验 式中，V,为残余奥氏体的体积分数，1为奥氏 钢都会产生一个明显的硬化台阶.从图中可以明显 体{200}、{220}和{311}晶面衍射峰的积分强度，1 看出，温轧对提高实验钢的综合性能具有有利的作 为铁素体{200}和{211}晶面衍射峰的积分强度，K。 用，而且温轧温度对综合性能也是至关重要的影响 和K,分别为铁素体相和奥氏体相的反射系数.计 因素.600℃温轧退火后，实验钢在强度和塑性方面 算结果见表2.从表中可以看出温轧可以有效提高 均有明显的提高 退火后残余奥氏体含量.冷轧退火后，残余奥氏体 1000 bcc(211) 900 bcc(200) 800 700 fcc(220) fcc(311) 600 fcc(200) 600°C温轧退火 400 一冷轧退火 500C是轧退火 200 二09强载還炎 100 冷轧退火 -0.050.000.050.100.150.200.250.300.350.40 50 60 70 80 90 100 工程应变 20/) 图3不同工艺条件下实验钢的工程应力一应变曲线 图4不同工艺条件下退火后实验钢的X射线衍射图 Fig.3 Engineering strain-stress curves of experimental steel Fig.4 XRD patterns of experimental steel with different at different processes processes after annealing第 11 期 曹佳丽等：超细晶中锰钢温轧强化增塑机理 1467 ·· 图 2 实验中锰钢微观组织.(a) 热轧态；(b) 冷轧态；(c)600 ℃温轧态 Fig.2 Microstructures of experimental steel: (a) hot rolled; (b) cold rolled; (c) 600 ℃ warm rolled 钢 650 ℃温轧态组织. 由图可知：温轧后实验钢微 观组织具有明显的变化，成为铁素体 + 奥氏体的双 相组织；微观组织保留了实验钢在轧制过程中的形 变状态，并且在突起的铁素体区域存在大量析出的 碳化物颗粒 [4] . 2.3 中锰钢的力学性能 图 3 所示为实验钢分别经过冷轧、500 ℃温轧 及 600 ℃温轧后再进行 650 ℃退火 5 h 后的工程应 力 − 应变曲线. 从图中可以明显看出：冷轧退火后 的实验钢强度塑性较低，其强塑积仅为 10332 MPa； 经过温轧后强度和塑性均有所提高，500 ℃温轧退 火后强塑积为 16031 MPa·%，600 ℃温轧退火后强 塑积可达 30924 MPa·%. 值得注意的是，从工程应 力 − 应变曲线形状可以看出，三种不同工艺条件 下实验钢变形前期都存在一定阶段的锯齿状流变应 力状态；另外，在锯齿状流变应力结束后三种实验 钢都会产生一个明显的硬化台阶. 从图中可以明显 看出，温轧对提高实验钢的综合性能具有有利的作 用，而且温轧温度对综合性能也是至关重要的影响 因素. 600 ℃温轧退火后，实验钢在强度和塑性方面 均有明显的提高. 图 3 不同工艺条件下实验钢的工程应力 – 应变曲线 Fig.3 Engineering strain-stress curves of experimental steel at different processes 2.4 中锰钢的强化增塑机理 为进一步研究温轧对实验钢性能影响的本质， 本文分别对上述三种工艺条件下实验钢进行 X 射 线衍射分析，结果如图 4 所示. 从图中可以看出， 三种工艺条件下实验钢的 X 射线衍射衍射峰位置 基本一致，均包括铁素体与奥氏体两相. 但是对比 不难发现，不同条件下奥氏体衍射峰值强度不同， 为计算残余奥氏体含量，利用 X 射线衍射分析软 件进行寻峰处理，并计算衍射峰角度、半高宽和积 分强度，选择奥氏体的{200}、{220}、{311}衍射线 以及铁素体{200}、{211}的衍射线，利用下式计算 残余奥氏体的体积分数 [6]: Vγ = IγKα IγKα + IαKγ . (1) 式中，Vγ 为残余奥氏体的体积分数，Iγ 为奥氏 体{200}、{220}和{311}晶面衍射峰的积分强度，Iα 为铁素体{200}和{211}晶面衍射峰的积分强度，Kα 和 Kγ 分别为铁素体相和奥氏体相的反射系数. 计 算结果见表 2. 从表中可以看出温轧可以有效提高 退火后残余奥氏体含量. 冷轧退火后，残余奥氏体 图 4 不同工艺条件下退火后实验钢的 X 射线衍射图 Fig.4 XRD patterns of experimental steel with different processes after annealing