Fe-Mn-Si-Al含鐵鋁硅合金TWIP鋼凝固特性研究

   TWIP( Twinning induced plasticity) 鋼，即孿晶誘導(dǎo)塑性鋼，室溫下為單一奧氏體組織，具有高強(qiáng)度、高塑性和高應(yīng)變硬化性能，被認(rèn)為是理想的新一代汽車用鋼。合適的奧氏體層錯(cuò)能范圍是TWIP鋼的一個(gè)重要特性，TWIP鋼層錯(cuò)能一般為20～40mJ/m2。在給定的變形溫度下，層錯(cuò)能只取決于化學(xué)成分。TWIP鋼主要通過提高錳、鋁的含量提高堆垛層錯(cuò)能，從而產(chǎn)生TWIP效應(yīng)，孿生變形是TWIP鋼的主要變形機(jī)制。

   某廠試制的Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP鋼電渣重熔錠在高溫鍛壓過程中出現(xiàn)開裂。北京科技大學(xué)的學(xué)者利用Gleeble3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)研究了Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP鋼的高溫力學(xué)性能，得出第Ⅰ脆性區(qū)間為1250℃到熔點(diǎn)，第Ⅲ脆性區(qū)間為650～800℃。利用掃描電鏡(SEM)觀察不同拉伸溫度下斷口的宏觀形貌，光學(xué)顯微鏡觀察斷口附近的組織形貌，電子探針( EPMA) 測(cè)定拉伸試樣的偏析狀態(tài)，電子背散射衍射(EBSD)試驗(yàn)分析研究試樣中的相組成，以此來確定Fe-25Mn- 3Si- 3Al TWIP 鋼的斷裂機(jī)制。研究表明，在第Ⅲ脆性區(qū)間，TWIP鋼的斷裂形式為沿晶和穿晶的混合斷裂，其脆性斷裂的主要原因?yàn)殍F素體的析出和晶界偏析。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶對(duì)提高TWIP鋼的高溫塑性具有決定性的影響。在今后的生產(chǎn)中應(yīng)優(yōu)化電渣重熔和熱加工的工藝參數(shù)以避免裂紋的產(chǎn)生。