摘要
随着环境污染与能源危机的日益加重，汽车工业中节能减排与提高汽车使用安全性两项并行已成为行业发展题中应有之义，因此中锰钢因其集高强、高塑、低合金及低成本等多项优势于一身的特点从第三代先进高强钢中脱颖而出。本文以薄带连铸中锰钢为研究对象，采用0.46C-7Mn-2.7Si-1.9Al(mass％)成分体系，通过热轧、热轧+冷轧、临界区退火等工艺，研究不同轧制及临界区退火工艺对实验钢最终组织演变及力学性能的影响，并最终获得了优异的力学性能。本文的主要工作和研究结论如下: (1)0.46C-7Mn-2.7Si-1.9Al成分的薄带连铸中锰钢临界区温度范围在645～800℃;理论最佳退火温度为710℃。实验钢铸带主要由表层与次表层厚度（板厚方向）为700～900μm的柱状晶及中心等轴晶组成。铸态组织主要是马氏体与δ铁素体及少量奥氏体。 (2)对铸带进行了奥氏体区与临界区退火实验，研究了退火温度与退火时间对铸带组织演变的影响。铸带在奥氏体区退火后，合金元素在各相组织内部分布更加均匀，δ铁素体中出现再结晶行为;在临界区退火后，随着温度升高至720℃时，碳化物已基本回溶;随着温度升高与碳化物回溶，更多马氏体柱状晶得以转变，奥氏体含量逐渐增多。 (3)对薄带连铸中锰钢进行了热轧实验，研究了热轧温度及下量对组织性能的影响。当热轧压下量相同（约75％）时，随着热轧温度升高，晶粒尺寸逐渐增大，柱状晶基本消失，中心层与表层的组织不均匀分布现象依然存在;当热轧温度从700℃增加到900℃，抗拉强度从1196MPa增加到1471MPa，屈服强度从917MPa逐渐降低到574MPa，延伸率由24.4％降低为11.5％。 (4)对热轧实验钢进行了临界区一步退火实验与两步退火实验，研究了不同退火工艺对热轧组织性能的影响。一步退火后奥氏体体积分数最大可达69.1％，在拉伸过程中发生了积极的TRIP(Transformation Induced Plasticity,TRIP)效应，使得抗拉强度与延伸率都得到了提高，最大抗拉强度可达1710MPa，最大延伸率可达38.4％，最大强塑积(product of strength and elongation，PSE)可达61.9GPa％。相比于一步退火，当热轧温度为700℃与800℃时，两步退火后组织明显增大，奥氏体含量减少;当热轧温度为900℃时，力学性能明显改善，强塑积最佳为38.9GPa％。 (5)对薄带连铸中锰钢进行了热轧+冷轧实验，研究不同热轧温度与冷轧及退火工艺对组织演变的影响。冷轧后柱状晶完全消失，组织由压扁的δ铁素体、马氏体与奥氏体等组成。相比于热轧退火后的组织，组织均匀性得到显著改善，晶粒尺寸明显减小，奥氏体含量降低，奥氏体稳定性增加，拉伸过程TRIP效应不积极，加工硬化率低，因此相比于热轧退火后的力学性能，最大抗拉强度降低了350MPa。
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