作者：刘春泉; 彭其春; 薛正良; 吴腾低密度钢变形机制应用性能
摘要：随着节能环保和经济性的驱动,汽车轻量化已成为汽车行业的迫切需求,Fe-Mn-Al-C系列低密度高强钢因具有低密度与优异的力学性能而受到了学者们的关注。Fe-Mn-Al-C系列低密度钢的出现最早可以追溯到1933年,直到1958年,Fe-Mn-Al-C系列低密度钢才被用于取代Fe-Cr-Ni系列不锈钢(添加过多昂贵的Ni和Cr元素)。目前,Fe-Mn-Al-C系列低密度钢在汽车行业是一种具有高轻量化潜力的钢种,其中添加的Al元素会导致合金密度和杨氏模量的降低。每添加1%(质量分数)的Al,钢密度降低1.3%,杨氏模量降低2%。同时,大量Al、Mn和C元素的添加导致Fe-Mn-Al-C系列钢的冶炼和连铸、成形性和焊接性、微观结构演变和变形机制等与传统钢种大不相同。Fe-Mn-Al-C系列低密度高强钢按合金的成分以及室温下主要的组成相,可分为四类:单一铁素体钢、铁素体基双相钢、奥氏体基双相钢和奥氏体钢。单一铁素体钢拥有200~600 MPa级别的抗拉强度,这与常规的高强度低合金钢(HSLA钢)类似,属于第一代先进高强度钢(1G-AHSS)范畴。铁素体基Fe-Mn-Al-C系双相钢是另一种有潜力的轻量化钢材,其具有较低的合金含量,可以利用铁素体的塑性变形以及残余奥氏体所产生的TRIP或TWIP效应来提高钢的强度与塑性。铁素体基Fe-Mn-Al-C系双相钢与第一代先进的高强度钢相比,具有更优异的强度和延展性,其性能的上限属于第三代先进高强度钢(3G-AHSS)范畴。奥氏体基双相钢与铁素体基双相钢类似,但其合金含量高于铁素体基双相钢,性能的下限属于第三代先进高强度钢(3G-AHSS)范畴。奥氏体Fe-Mn-Al-C系列钢在性能和加工方面是又一个有前途的钢材。奥氏体钢主要组成相为奥氏体、少量的铁素体和κ型碳化物。奥氏体钢的力学性能由奥氏体的变形以及碳化物-奥氏体的相互作用共同决定。奥氏体轻钢的拉伸性能与高锰TWIP钢相似,强度为60
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