【摘 要】
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先进高强钢（AHSS）是一种兼具高强度和高韧性的优质钢材,经过多年研究开发,在汽车制造业等工业领域已经得到了广泛的应用,中锰（TRIP）钢作为一种典型的第三代先进高强钢拥有良好的强韧性。钢材的合金化一直是国内外众多科研机构研究和开发的重要方向,合金化是调控钢材组织性能最直接的方法之一,通过合金化可有效改善钢材的综合性能。中锰钢的强韧性主要取决于变形过程中TRIP效应的稳定性。氮元素和铌元素作为两种
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先进高强钢（AHSS）是一种兼具高强度和高韧性的优质钢材,经过多年研究开发,在汽车制造业等工业领域已经得到了广泛的应用,中锰（TRIP）钢作为一种典型的第三代先进高强钢拥有良好的强韧性。钢材的合金化一直是国内外众多科研机构研究和开发的重要方向,合金化是调控钢材组织性能最直接的方法之一,通过合金化可有效改善钢材的综合性能。中锰钢的强韧性主要取决于变形过程中TRIP效应的稳定性。氮元素和铌元素作为两种典型的微合金元素,在钢材中均具有细化晶粒的作用,其所形成的析出物均有利于提高钢材强度。氮元素作为间隙原子可以有效提高奥氏体稳定性,而固溶在奥氏体中铌元素可提高合金的层错能,对TRIP效应的发生有一定的抑制作用。本文以氮微合金化8Mn钢和铌微合金化8Mn钢为研究对象,研究了氮元素和铌元素对8Mn钢组织性能的影响,分别详细研究了奥氏体逆相变退火工艺对铌微合金化8Mn钢热轧板、冷轧板以及氮微合金化8Mn钢冷轧板微观组织演变规律、元素配分行为和力学性能的影响。本文主要研究内容及研究结果如下:（1）研究了氮微合金化8Mn钢冷轧退火板微观组织演变规律、元素配分行为和力学性能变化规律。氮微合金化使得实验钢组织细化,屈服强度和抗拉强度提高。实验钢冷轧退火组织为奥氏体-铁素体双相组织,随着奥氏体逆相变退火温度的升高和退火保温时间的延长,晶粒尺寸逐渐增大,组织形貌趋于等轴化和均匀化。随退火温度的升高,实验钢抗拉强度和断后伸长率先升高后降低,屈服强度逐渐降低;随着退火保温时间的延长,实验钢屈服强度逐渐降低,抗拉强度先降低后增加,620℃退火保温3h时综合性能最佳,强塑积为39.6 GPa.%。（2）研究了铌微合金化8Mn钢热轧退火板微观组织演变规律、元素配分行为和力学性能变化规律。铌微合金化使得实验钢抗拉强度提高,但塑性下降。实验钢热轧退火组织为奥氏体和回火马氏体双相组织。随奥氏体逆相变退火温度的升高,板条组织不断粗化。随退火保温时间的延长,组织逐渐趋于均匀化,析出物逐渐粗化。随退火温度的升高和退火保温时间的延长,实验钢抗拉强度和断后伸长率均先升高后降低。610℃退火保温6h时,实验钢性能最佳,强塑积可达41.4GPa·%,抗拉强度为1690MPa,断后伸长率为24.5%。（3）研究了铌微合金化8Mn钢冷轧退火板微观组织演变规律、元素配分行为和力学性能变化规律。铌微合金化使得实验钢组织细化,屈服强度提高,但塑性降低。实验钢冷轧退火组织为奥氏体-铁素体双相组织。随奥氏体逆相变退火温度的升高,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,铁素体晶粒尺寸先增大后减小,部分析出物（渗碳体）逐渐溶解,组织形貌趋于等轴化和均匀化;随退火保温时间的延长,奥氏体和铁素体晶粒尺寸逐渐增大,组织形貌趋于等轴化和均匀化。经奥氏体逆相变退火后,试验钢冷轧退火板拉伸曲线以屈服延伸为主要特征,表现为很长的屈服平台,随退火温度升高和退火保温时间延长,试验钢冷轧板屈服强度逐渐降低,断后伸长率先增加后降低,屈服延伸率逐渐降低。（4）氮元素和铌元素在8Mn钢中主要以形成析出物和固溶于奥氏体和铁素体中两种形式存在,氮元素和铌元素均可显著细化实验钢微观组织。氮元素和铌元素均导致实验钢屈服平台延长,抗拉强度提高,但铌元素会导致实验钢塑性降低。
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