作為性能優(yōu)異的低溫鋼材料，奧氏體不銹鋼的鎳合金元素含量較高；因此其成本昂貴且主要應(yīng)用于接近-196℃的深低溫工作環(huán)境中。隨著極寒地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)用鋼、工程機械用鋼的迅速發(fā)展和海洋開發(fā)活動的持續(xù)加強，開發(fā)低成本、低溫用結(jié)構(gòu)鋼成為鋼鐵材料研發(fā)的重點。微合金化和控軋控冷（TMCP）細晶制備技術(shù)是開發(fā)低成本、低溫用高強度結(jié)構(gòu)鋼的重要手段。某公司嘗試采用TMCP工藝開發(fā)出滿足英國BS EN 10210-1-2006《非合金和細晶粒鋼熱軋結(jié)構(gòu)鋼管（空心管材）》標準的新型熱軋細晶粒低溫低合金鋼板。TMCP工藝利用形變和相變強化來改善鋼材性能，但是采用TMCP工藝生產(chǎn)的厚鋼板，其組織不均勻、性能波動大，因此進行軋后熱處理是必不可少的環(huán)節(jié)。研究正火處理對新型高性能低溫鋼組織、力學(xué)性能及斷裂機理的影響對指導(dǎo)實際生產(chǎn)具有重大意義。
研究結(jié)果表明：
（1）TMCP試樣的強度和屈強比高，易產(chǎn)生應(yīng)力集中及脆性斷裂，低溫沖擊性能差。正火處理會降低TMCP試樣的屈服強度和抗拉強度，不完全正火處理實驗的屈服強度和抗拉強度均隨正火溫度的增加而降低，完全正火處理試樣的則隨正火溫度的增加而提高，正火處理試樣的伸長率和夏比V型缺口沖擊吸收功變化規(guī)律與其強度變化規(guī)律相反。920℃完全正火處理試樣的綜合力學(xué)性能最佳，屈服強度、抗拉強度、伸長率分別為480MPa、7400MPa、20.5%，在-20、-50℃下的夏比V型缺口沖擊吸收功分別為45、30J。
?。?）TMCP試樣的組織為粗大條狀鐵素體、索氏體和少量針狀鐵素體，存在明顯的珠光體條帶。隨著正火溫度的增加，不完全正火處理試樣組織中的針狀鐵素體逐漸消失，晶粒逐漸細化并伴隨等軸化；860、920℃完全正火處理試樣的組織為等軸鐵素體和珠光體，鐵素體晶粒尺寸分別為11.5、12.1μm；待正火溫度提高至1000℃時，試樣的組織晶粒發(fā)生粗化，鐵素體晶粒尺寸達到22.7μm，并出現(xiàn)魏氏體組織。
（3）TMCP試樣垂直于沖擊方向斷面寬度沒有變化；860、920℃完全正火處理試樣，垂直于沖擊方向斷面已經(jīng)發(fā)生較大的塑性變形，其寬度分別增大至10.52mm和10.36mm。TMCP試樣宏觀斷口平齊，微觀形貌中存在大量的準解理小平面和撕裂棱；860、920℃完全正火處理試樣宏觀沖擊斷口表面凹凸不平，微觀形貌特征為大量尺寸不一的橢圓形韌窩，試樣的斷裂形式由準解理斷裂變?yōu)轫g性斷裂。