Al元素對輕質(zhì)高強(qiáng)Fe-Mn-Al鋼組織及力學(xué)性能的影響及其作用機(jī)理.pdf

1、中錳Fe-Mn-Al-C鋼作為第三代汽車用鋼，具有低密度，高強(qiáng)塑性，良好的加工成形性及低成本等特點，可以減輕汽車重量，降低油耗和提升汽車的安全性能，具有很好的應(yīng)用前景。本文設(shè)計了Fe-10Mn-6Al-0.25C、Fe-10Mn-8Al-0.25C、Fe-10Mn-10Al-0.25C三種不同Al含量的中錳鋼，利用中頻感應(yīng)爐在大氣氛圍中澆鑄而成。通過力學(xué)性能測試，結(jié)合光學(xué)顯微鏡（OM）、X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡(SEM)和能

2、譜分析(EDS)，電子探針（EPMA）等研究了不同Al含量對鑄造態(tài)的實驗鋼組織和力學(xué)性能的影響。并研究了不同的固溶處理溫度以及軋制參數(shù)和隨后的熱處理工藝對實驗鋼的組織和力學(xué)性能的影響，探索進(jìn)一步提高實驗鋼力學(xué)性能的方法。結(jié)果表明：
　　利用中頻爐澆鑄的不同Al含量的實驗鋼室溫下鑄造態(tài)的組織為粗大的奧氏體和鐵素體，奧氏體分布在鐵素體基體上，同時組織中還出現(xiàn)了碳的富集相，隨著Al含量的增加，實驗鋼中奧氏體的體積分?jǐn)?shù)減少，尺寸形貌也發(fā)生

3、了變化，6％Al鋼的奧氏體相的形貌為穩(wěn)定性差的塊狀，8%Al鋼中奧氏體呈桿條狀，10%Al鋼的奧氏體尺寸變小，為短桿狀。并且隨著鋼中Al含量的提高，C元素的富集相減少，而且鋼的奧氏體中的Mn、C元素的濃度增大。受粗大組織的影響，鑄態(tài)實驗鋼的抗拉強(qiáng)度較低，抗拉強(qiáng)度隨著Al元素的增加而減小，8%Al鋼和10%Al鋼為脆斷。
　　不同Al含量的鑄造態(tài)的實驗鋼分別經(jīng)過900℃、950℃、1000℃固溶處理1h后，6%Al鋼和8%Al鋼硬度

4、下降，強(qiáng)度塑性得到明顯改善，8%Al固溶態(tài)鋼在拉伸過程中出現(xiàn)屈服平臺。由于Al元素的擴(kuò)散分布的主導(dǎo)作用，經(jīng)過固溶處理后三種鋼中鐵素體所占的比重都不同程度的有所增大，奧氏體的尺寸和形貌也發(fā)生了變化，6%Al鋼在950℃處理后變成長條狀，8%Al鋼的組織從桿狀變?yōu)榘鍡l狀，6%Al和8%Al鋼在900℃、950℃固溶處理后，奧氏體都發(fā)生不同程度的長大，在1000℃固溶處理后，奧氏體尺寸變小，推測是奧氏體發(fā)生了分解。隨著固溶溫度的升高，鋼中的碳