Metall. Mater. Trans. A:通过钒合金化同时提高中锰TRIP钢强度和塑性

【引言】

马氏体转变会产生TRIP效应，该效应会使中锰钢具有良好的抗拉强度和塑性。然而，中锰钢的基体为较软的铁素体，所以中锰钢屈服强度较低。通过微合金化产生沉淀强化或者淬火配分（Q&P）工艺可以提高中锰钢的屈服强度。微合金化会产生碳化物，使中锰钢力学性能变差。但晶粒尺寸也会影响钢材的力学性能，V和Ti等合金能够细化晶粒，提高钢材的力学性能。所以，当前还不清楚微合金化是否会使中锰钢力学性能变差。

【成果简介】

近日，香港大学的黄明欣教授（通讯作者）在Metallurgical and Materials Transactions A发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”。在该文中，研究人员研究了V对中锰TRIP钢力学性能的影响。

【图文导读】

图1 钒对显微结构的影响

（a）无钒中锰TRIP钢EBSD相图

（b）添加钒微合金的中锰TRIP钢EBSD相图

（c）奥氏体基体中沉积钒碳化物的TEM图

（d）钒碳化物的沉积相的EDX波谱图

（e）无钒中锰TRIP钢和钒微合金中锰TRIP钢的奥氏体晶粒尺寸分布图

（f）拉伸之前，无钒中锰TRIP钢和钒微合金中锰TRIP钢的XRD图

图2 中锰TRIP钢力学性能

（a）无钒中锰TRIP钢和钒微合金中锰TRIP钢的工程应力-应变曲线

（b）对应的真应力-应变曲线和加工硬化曲线

（c）不同工程应变下，无钒中锰TRIP钢和钒微合金中锰TRIP钢中的奥氏体体积分数

图3 中锰TRIP钢断后的变形孪晶

（a）无钒中锰TRIP钢的断裂后的变形孪晶

（b）图（a）中变形孪晶的放大图

（c）钒微合金中锰TRIP钢的断裂后的变形孪晶

（d）图（c）中矩形框内的放大图

图4 断口形貌图

（a）无钒中锰TRIP钢的断口形貌

（b）图（a）中矩形框内的放大图

（c）钒微合金中锰TRIP钢的断口形貌

（d）图（c）中矩形框内的放大图

【小结】

钒微合金能够同时提高中锰TRIP钢的强度和塑性。由于钒微合金在细化晶粒的同时也会使碳含量降低，而这二者使得奥氏体晶粒的力学稳定性达到最优化，进而提高了加工硬化和塑性。此外，钒微合金还会抑制晶间裂纹的产生，使添加钒微合金的中锰TRIP钢为韧性断裂。

文献链接：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）。

本文由材料人编辑部金属组 杨树 供稿，材料牛编辑整理。

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