Fe-Mn-Al-C 低密度钢在时效过程中的组织演变与力学行为

本研究聚焦于成分为 Fe-28Mn-9Al-1C 的高强度低密度钢在不同时效条件下的组织演变。该钢经热轧后未经固溶处理直接淬火，随后在不同条件下时效。采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射和透射电子显微镜对样品的显微组织进行了研究。时效处理导致形成一种名为 κ-碳化物的有序面心立方 L12 相。本研究旨在定性和定量表征这些 κ-碳化物在不同时效条件下的形成与长大。进而，努力将该相的分数和尺寸与钢的抗拉性能相关联，以确定能获得良好强塑性组合的最佳时效条件。研究发现，κ-碳化物起初通过奥氏体晶粒内铝和锰的浓度起伏在晶内形成。随后，通过调幅分解过程，它们与基体共格地长大。在此过程中，钢的强度和硬度提高，同时保持较高的延伸率。在 550 摄氏度时效 8 小时的条件下获得了高强度与高塑性的最佳组合，其极限抗拉强度达 1157 MPa，总延伸率为 51%。提高时效温度和时间后，κ-碳化物开始在晶间形成，失去与基体的共格性，并严重损害硬度和强度。还研究了变形过程中碳化物的剪切行为。