中錳鋼塑性失穩現象的研究進展及未來研究展望

胡 斌，屠 鑫，王 玉，羅海文?，毛新平

1) 北京科技大學冶金與生態工程學院，北京 100083 2) 北京科技大學鋼鐵冶金新技術國家重點實驗室，北京 100083

目前汽車行業面臨的主要問題包括燃油效率問題、溫室氣體排放問題和汽車碰撞安全性問題.汽車生產過程中大量使用先進高強鋼，實現汽車的輕量化是同時解決以上問題的有效途徑.截至目前，先進高強鋼已經歷三代的發展.第一代先進高強鋼屬于低合金鋼，具有600 MPa以上的抗拉強度，但是較低的延伸率限制了其在復雜沖壓部件的應用.第二代先進高強鋼屬于高合金鋼，具有優良的綜合力學性能，但是較高的合金含量和制造成本限制了此類鋼種的工業化推廣應用.第三代先進高強鋼是指力學性能明顯優于第一代，而合金含量顯著低于第二代的新一代先進高強鋼.目前正在研發的第三代先進高強鋼包括輕質（lightweight）鋼，Q&P（quenching and partitioning）鋼和中錳鋼（Mn質量分數：5%～10%）[1-2].其中，中錳鋼以其優良的綜合力學性能和較低的合金成本受到全世界材料科學家的關注.例如，Shi等[3]通過長時間退火工藝開發出了強塑積達到30 GPa·%的0.2%C-5%Mn鋼，滿足了第三代先進高強鋼綜合力學性能的要求.Hu等[4]在5Mn鋼的基礎上，同時提高Mn和Al含量開發出了7%Mn-2.5%Al和9%Mn-2.5%Al鋼，它們經過高溫短時間退火后強塑積就能夠達到30～60 GPa·%.Lee和De Cooman[5]采用TRIP（transformation induced plasticity）+TWIP（twinning induced plasticity）的設計思路，通過優化中錳鋼中的合金成分，開發出了10%Mn-0.3%C-3%Al-2%Si鋼，其抗拉強度和斷后延伸率同時達到1200 MPa和65%.為了進一步提高中錳鋼的強度，He等[6]在具有優良塑性的中……