。742· 北京科技大学学报 2006年第8期 =45 Sample 031 Measured PF 111 25M一3Si一3A1的TWIP钢板的室温组织为单一 的奥氏体，并在奥氏体基体中存在大量的退火李 晶. (2)在拉伸变形中奥氏体基体内产生大量的 形变孪晶，同时一部分形变孪晶保留了初始退火 孪晶的位向.产品的综合力学性能优良，强度达 到700MPa以上，最大延伸率超过52%. (3)钢板的断裂类型为延性断裂，韧窝结构呈 图6退火后TWMP钢板的ODF与极图 细小等轴状：断裂试样表现出均匀延伸，断口处没 Fig.6 ODF and pole figure of TWI P steel after annealing treat- 有出现颈缩现象. ment (4)经70%冷轧变形的钢板表现为典型的形 Goss{011<10①取向，这两种取向是低层错能 变织构，主要是黄铜Bass{011}<21D和Goss 的形变织构；同时还表现出弱的反铜型取向{111} {01110O取向，退火后钢板形成再结晶织构 <1I∑>.是因为TWP钢是Mn含量很高的低 Goss{011<10①>的李晶取向，这种孪晶取向有 层错能的面心立方结构，在轧制变形过程中，出现 利于塑性变形的进行， 机械孪生，晶粒取向转变到有利于塑性变形的孪 参考文献 晶位置，再通过位错滑移流向G0ss{011}<10①> 取向，实现塑性变形. 【刂栗原雄毅，近藤博史，小松干也.等.日产技报，1991,29： 16 冷变形后的金属处于不稳定状态，有强烈的 【】李殿魁.现代汽车工业用钢的现状与发展趋势.上海钢研 再结晶倾向.金属材料的退火过程也即是一个再 1997(2):41 结晶的过程，在多晶材料内往往会形成再结晶织 【3引风佩华.从福特汽车用钢看汽车板的发展.钢铁研究.1998 构.对于低层错能的金属，再结晶过程中通常以 (1):59 李生方式形核，而产生不同的孪晶界.从图6所 [4 Grssel 0.Krtger L.frommeyer G.ct al.High strength Fe- Mr(AL Si)TRIP/TWIP steels devebpment-pmpretiesap 表示的织构中可以看出，冷轧钢板退火后充分地 plicat ion.Int J Plast,2000,16:1391 形成了再结晶织构Goss{011<100的李晶取 [5]From meyer G.Brvx U,Neumann P.Supra-ductile and high 向：而弱的旋转立方织构{001}<110>也应是 strength manganese-TRIP/TW IP steels for high energy ab G0ss织构的另一李晶取向.在低层错能金属中形 sorption purposes ISIJ Int,2003.43:438 成的这种孪晶取向有利于塑性变形的进行，使 [6 Cotes S.Sade M,Femandez G A.Fod/hep martensitic trans formation in the Fe-Mn system:experimental study and ther 具有退火孪晶的奥氏体TWIP钢在拉伸过程中 modynamic analysis of phase stability.Metall Mater Trans A. 形成形变孪晶，发生TWIP效应，最终获得高塑 1995.261957 性、高强度的良好的综合力学性能 【刀肖纪美.金属的韧性与韧化。上海：上海科技出版社，1982 这种良好的延展性使板带钢具有复合深拉伸 【8陈希杰.高锰钢.北京：机械工业出版社，1989 和变形加工的特性，可以在室温下加工成复杂外 [9 Bouaziz O,Guelton N.Modelling of TWIP effect on work 形零件：而且轻质、高强塑性的钢板能够减轻汽车 hardening.Mater Sci Eng A.2001,319:246 【10张增志.耐磨高锰钢.北京：治金工业出版社，2002 车身重量，提高其抗撞击能力，增强汽车的安全性 【11] 毛卫民，赵新兵。金属的再结晶与晶粒长大。北京：治金工 能 业出版社，1994 3 结论 【2]余永宁.金属学原理.北京：治金工业出版社，2000 【3]毛卫民.金属材料的晶体学织构与各向异性.北京：科学 技术出版社，2002 (1)在设定的生产工艺条件下，化学成分为图6 退火后 TWIP 钢板的ODF 与极图 Fig.6 ODF and pol e figure of TWIP steel after annealing treat￾ment Goss {011}<100 >取向, 这两种取向是低层错能 的形变织构;同时还表现出弱的反铜型取向{111} <112 >.是因为 TW IP 钢是 Mn 含量很高的低 层错能的面心立方结构, 在轧制变形过程中, 出现 机械孪生, 晶粒取向转变到有利于塑性变形的孪 晶位置, 再通过位错滑移流向 Goss {011}<100 > 取向, 实现塑性变形 . 冷变形后的金属处于不稳定状态, 有强烈的 再结晶倾向.金属材料的退火过程也即是一个再 结晶的过程, 在多晶材料内往往会形成再结晶织 构.对于低层错能的金属, 再结晶过程中通常以 孪生方式形核, 而产生不同的孪晶界.从图 6 所 表示的织构中可以看出, 冷轧钢板退火后充分地 形成了再结晶织构 Goss{011}<100 >的孪晶取 向;而弱的旋转立方织构{001}<110 >也应是 Goss 织构的另一孪晶取向.在低层错能金属中形 成的这种孪晶取向有利于塑性变形的进行 [ 13] , 使 具有退火孪晶的奥氏体 TWIP 钢在拉伸过程中 形成形变孪晶, 发生 TWIP 效应, 最终获得高塑 性、高强度的良好的综合力学性能 . 这种良好的延展性使板带钢具有复合深拉伸 和变形加工的特性, 可以在室温下加工成复杂外 形零件;而且轻质、高强塑性的钢板能够减轻汽车 车身重量, 提高其抗撞击能力, 增强汽车的安全性 能. 3 结论 (1) 在设定的生产工艺条件下, 化学成分为 25M n-3Si-3Al 的 TWIP 钢板的室温组织为单一 的奥氏体, 并在奥氏体基体中存在大量的退火孪 晶. ( 2) 在拉伸变形中奥氏体基体内产生大量的 形变孪晶, 同时一部分形变孪晶保留了初始退火 孪晶的位向.产品的综合力学性能优良, 强度达 到 700 M Pa 以上, 最大延伸率超过 52 %. ( 3) 钢板的断裂类型为延性断裂, 韧窝结构呈 细小等轴状;断裂试样表现出均匀延伸, 断口处没 有出现颈缩现象. ( 4) 经 70 %冷轧变形的钢板表现为典型的形 变织构, 主要是黄铜 Brass{011}<211 >和 Goss {011}<100 >取向, 退火后钢板形成再结晶织构 Goss{011}<100 >的孪晶取向, 这种孪晶取向有 利于塑性变形的进行 . 参 考 文 献 [ 1] 栗原雄毅, 近藤博史, 小松干也, 等.日产技报, 1991, 29: 16 [ 2] 李殿魁.现代汽车工业用钢的现状与发展趋势.上海钢研, 1997( 2) :41 [ 3] 凤佩华.从福特汽车用钢看汽车板的发展.钢铁研究, 1998 ( 1) :59 [ 4] Gr¨assel O, Krǜger L, frommeyer G, et al.High strength Fe￾Mn-( Al, Si) TRIP/ TWIP steels development-p ropreties-ap￾plication.Int J Plast, 2000, 16:1391 [ 5] From meyer G, Brvx U, Neumann P .S upra-ductile and high￾strength manganese-TRIP/ TWIP st eels f or high energy ab￾sorption purposes.ISIJ Int, 2003, 43:438 [ 6] Cotes S , Sade M , Fernandez G A.Fcc/ hcp martensitic trans￾f ormation in the Fe-Mn syst em :experiment al study and ther￾modynamic analysis of phase stabilit y .Metall Mater Trans A, 1995, 26:1957 [ 7] 肖纪美.金属的韧性与韧化.上海:上海科技出版社, 1982 [ 8] 陈希杰.高锰钢.北京:机械工业出版社, 1989 [ 9] Bouaziz O, Guelton N .Modelling of TWIP eff ect on work￾hardening.Mater Sci Eng A, 2001, 319:246 [ 10] 张增志.耐磨高锰钢.北京:冶金工业出版社, 2002 [ 11] 毛卫民, 赵新兵.金属的再结晶与晶粒长大.北京:冶金工 业出版社, 1994 [ 12] 余永宁.金属学原理.北京:冶金工业出版社, 2000 [ 13] 毛卫民.金属材料的晶体学织构与各向异性.北京:科学 技术出版社, 2002 · 742 · 北 京 科 技 大 学 学 报 2006 年第 8 期