高锰奥氏体低温钢力学性能及Hall-Petch关系的研究

陈欢¹，孙新军¹，王小江^1,2，肖书洋³

1. 钢铁研究总院工程用钢所2. 清华大学材料学院3. 北京科技大学材料科学与工程学院

摘 要：高锰奥氏体低温钢作为一种经济型低温钢材料,具有非常巨大的发展空间.为进一步研究晶粒尺寸对高锰奥氏体低温钢的影响,本文对其进行了不同工艺的固溶处理,测试了不同晶粒尺寸实验钢的室温拉伸及低温冲击性能,通过扫描电镜（SEM）、背散射电子衍射（EBSD）等方法进行表征并计算其Hall-Petch关系式.-196℃冲击实验结果表明,高锰奥氏体低温钢拥有良好而稳定的超低温冲击性能,且其超低温冲击性能不随晶粒尺寸的增加而发生变化.经计算实验钢屈服强度所对应的Hall-Petch常数K_y为7. 27 MPa·mm^{0. 5},明显小于其他被研究的奥氏体高锰钢.进一步计算拉伸过程中不同真应变ε对应的Hall-Petch常数K（ε）,发现在拉伸过程中,受TWIP效应产生的变形孪晶影响,K（ε）值随应变量的增加而增加;当真应变达到0. 3时,组织内变形孪晶不再继续生成,加工硬化过程不再进行,K（ε）也达到极大值.

关键词：Hall-Petch关系;高锰奥氏体低温钢;晶粒尺寸;TWIP效应;形变孪晶;低温韧性;