減輕汽車質量并提高乘用安全性是未來汽車發(fā)展的方向，這要求新一代汽車用鋼具有高強度和高塑性的特點，然而強度水平的提高往往伴隨著塑性的降低。董瀚教授等通過在兩相區(qū)退火方法對中錳鋼進行組織調控，得到馬氏體或超細晶鐵素體的基體和大量亞穩(wěn)奧氏體共存的復合組織，利用亞穩(wěn)奧氏體相的TRIP效應顯著提高鋼的塑性，獲得高強度、高塑性、高強塑積的力學性能。
錳的配分和偏聚是逆相變中錳鋼形成大量亞穩(wěn)奧氏體的重要因素，而碳作為間隙強化元素，對于鋼強度水平的控制以及亞穩(wěn)奧氏體穩(wěn)定性的控制至關重要。本文以冷軋中錳鋼為對象，研究碳含量對微觀組織和力學性能的影響規(guī)律，為新一代汽車用冷軋薄板鋼的研究提供理論依據(jù)。
實驗鋼通過50kg真空感應爐冶煉，化學成分為（質量分數(shù)，%）5Mn，0.008P，0.002S，0.003N，在此基礎上分別加入0.10%、0.14%、0.20%、0.40%的碳。鋼錠先改鍛成30mm厚的板坯，然后熱軋成厚度為3mm的板材，經(jīng)650℃退火處理后冷軋到1.5mm厚。平行于軋制方向取拉伸試樣毛坯，在馬弗爐內進行650℃不同時間的退火處理，出爐空冷至室溫。
冷軋中錳鋼在650℃退火過程中發(fā)生了回復或再結晶和奧氏體逆轉變現(xiàn)象，可以獲得20%～25%的亞穩(wěn)奧氏體以及1μm左右的超細晶粒組織。冷軋中錳鋼碳含量越高，越容易在雙相區(qū)退火獲得大量、穩(wěn)定的奧氏體，且奧氏體越穩(wěn)定，加工硬化率越小。TRIP效應和超細的晶粒尺寸是冷軋中錳鋼高強高塑的主要原因。可以從控制碳含量的角度來控制奧氏體的量以及其穩(wěn)定性來獲得高強高塑性能。