热处理温度对Fe-27Mn-9Al-1C-0.25V低密度钢组织和性能的影响

张志波; 刘在龙; 徐梅; 付培茂; 王育田

doi:10.20057/j.1003-8620.2025-00048

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热处理温度对Fe-27Mn-9Al-1C-0.25V低密度钢组织和性能的影响

形变与相变 | 更新时间：2025-09-11

- 热处理温度对Fe-27Mn-9Al-1C-0.25V低密度钢组织和性能的影响
- Effect of Heat Treatment Temperature on Microstructure and Properties of Fe-27Mn-9Al-1C-0.25V Low-density Steel
- 特殊钢 2025年46卷第5期页码：91-95
- 作者机构：
  
  山西太钢不锈钢股份有限公司，太原 030003
- 作者简介：
  
  张志波（1983—），男，博士，高级工程师； E-mail : zhangzb@baowugroup.com
- 基金信息：
  
  山西省重点研发计划(202102050201007)
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2025-00048
  中图分类号： TG146.1
- 收稿：2025-02-24，
  
  修回：2025-04-27，
  
  录用：2025-04-27，
  
  纸质出版：2025-09-30
- 稿件说明：
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张志波,刘在龙,徐梅等.热处理温度对Fe-27Mn-9Al-1C-0.25V低密度钢组织和性能的影响[J].特殊钢,2025,46(05):91-95.

Zhang Zhibo,Liu Zailong,Xu Mei,et al.Effect of Heat Treatment Temperature on Microstructure and Properties of Fe-27Mn-9Al-1C-0.25V Low-density Steel[J].Special Steel,2025,46(05):91-95.
张志波,刘在龙,徐梅等.热处理温度对Fe-27Mn-9Al-1C-0.25V低密度钢组织和性能的影响[J].特殊钢,2025,46(05):91-95. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00048.

Zhang Zhibo,Liu Zailong,Xu Mei,et al.Effect of Heat Treatment Temperature on Microstructure and Properties of Fe-27Mn-9Al-1C-0.25V Low-density Steel[J].Special Steel,2025,46(05):91-95. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00048.

摘要

研究了不同热处理温度对Fe-27Mn-9 Al-1C-0.25V低密度钢力学性能、显微组织和断裂行为的影响。结果表明，热轧试验钢随着热处理温度由700 ℃提高至1 000 ℃，屈服强度、抗拉强度不断下降，断后伸长率不断升高。当热处理温度达到900 ℃时，材料塑性显著提高，热处理温度达到1 000 ℃时，强塑积达到最高，抗拉强度960 MPa，断后伸长率46%，强塑积达到44.16GPa·%。通过对不同热处理温度试样微观组织检验发现，当热处理温度≤800 ℃时，奥氏体与铁素体相界面可以看到明显的析出相，经检验为κ型碳化物。两相界面处的κ型碳化物会引起裂纹萌生，进而导致试验钢韧、塑性显著降低。

Abstract

Mechanical properties， microstructure and fracture behavior of Fe-27Mn-9 Al-1C-0.25V low-density steel were analyzed after different heat treatment temperature.The results show that with the increased of heat treatment temperature from 700 ℃ to 1 000 ℃， the yield strength and tensile strength of the experimental steel decreased continuously， while the elongation increased continuously.When the heat treatment temperature reached 900 ℃， the plasticity of experimental steel was significantly improved. The experimental steel heat treated at 1 000 ℃， the product of strength with ductility reached the highest ， its tensile strength reached 960 MPa， total elongation was 46%， and product of strength with ductility reached 44.16 GPa·%. Through microstructure of samples at different heat treatment temperatures， it was found that when the heat treatment temperature was ≤800 ℃， a distinct precipitate phase can be observed at the austenite-ferrite interface， identified as κ-type carbides. The κ-type carbides at the interphase can cause crack initiation， leading to a significant reduction in the toughness and ductility of the test steel.

关键词

Keywords

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李光霁，刘新玲 . 汽车轻量化技术的研究现状综述［J］. 材料科学与工艺， 2020 ， 28 （ 5 ）： 47 - 61 .

Yoo J D ， Hwang S W ， Park K T . Factors influencing the tensile behavior of a Fe-28Mn-9 Al-0.8C steel ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 2009 ， 508 （ 1-2 ）： 234 - 240 .

王英虎 . 汽车用高强韧Fe-Mn-Al-C系低密度钢研究进展［J］. 铸造技术， 2019 ， 40 （ 8 ）： 868 - 873 .

刘春泉，彭其春，薛正良，等 . Fe-Mn-Al-C系列低密度高强钢的研究现状［J］. 材料导报， 2019 ， 33 （ 15 ）： 2572 - 2581 .

Frommeyer G ， Brüx U . Microstructures and mechanical properties of high-strength Fe-Mn-Al-C light-weight TRIPLEX steels ［J］. Steel Research International ， 2006 ， 77 （ 9-10 ）： 627 - 633 .

Palm M . Concepts derived from phase diagram studies for the strengthening of Fe–Al-based alloys ［J］. Intermetallics ， 2005 ， 13 （ 12 ）： 1286 - 1295 .

Dubrovinskaia N A ， Dubrovinsky L S ， Karlsson A ， et al . Experimental study of thermal expansion and phase transformations in iron-rich Fe-Al alloys ［J］. Calphad ， 1999 ， 23 （ 1 ）： 69 - 84 .

Kim H. ， Suh D. W. ， Kim N. J. . Fe-Al-Mn-C lightweight structural alloys： a review on the microstructures and mechanical properties ［J］. Science and Technology of Advanced Materials ， 2013 ， 14 （ 1 ）： 1 - 11 .

Lee H. J. . Thermodynamic analysis of the effect of C， Mn and Al on microstructural evolution of lightweight steels ［J］. Scripta Materialia ， 2013 ， 68 （ 6 ）： 339 - 342 .

Ding H ， Liu D G ， Cai M H ， et al . Austenite-based Fe-Mn-Al-C lightweight steels： Research and prospective ［J］. Metals ， 2022 ， 12 （ 10 ）： 1572 .

周占明，唐　荻，赵征志，等 . 固溶温度对Fe-22.8Mn-8.48 Al-0.86C低密度钢组织及性能的影响［J］. 材料热处理学报， 2017 ， 38 （ 9 ）： 123 - 127 .

章小峰，李家星，万亚雄，等 . 低密度钢中有序析出相的研究进展［J］. 材料导报， 2019 ， 33 （ 23 ）： 3979 - 3989 .

林方敏，邢　梅，唐立志，等 . Fe-Mn-Al-C系低密度钢及其强韧化机制研究进展［J］. 材料导报， 2023 ， 37 （ 5 ）： 162 - 169 .

吴志强，李华英，李　娟，等 . 高强塑性低密度高锰钢的TIG焊接接头显微组织及力学性能［J］. 电焊机， 2018 ， 48 （ 3 ）： 290 - 293 .

Wang H ， Wang C Y ， Liang J X ， et al . Effect of alloying content on microstructure and mechanical properties of Fe-Mn-Al-C low-density steels ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 2023 ， 886 ： 145675 .

Li Y P ， Song R B ， Wen E D ， et al . Hot deformation and dynamic recrystallization behavior of austenite-based low-density Fe-Mn-Al-C steel ［J］. Acta Metallurgica Sinica （English Letters）， 2016 ， 29 （ 5 ）： 441 - 449 .

Wei L L ， Gao G H ， Kim J ， et al . Ultrahigh strength-high ductility 1 GPa low density austenitic steel with ordered precipitation strengthening phase and dynamic slip band refinement ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 2022 ， 838 ： 142829 .

王书晗，刘振宇，王国栋 . TWIP钢中晶粒尺寸对TWIP效应的影响［J］. 金属学报， 2009 ， 45 （ 9 ）： 1083 - 1090 .

Kim M S ， Kang Y B . Development of thermodynamic database for high Mn-high Al steels： Phase equilibria in the Fe-Mn-Al-C system by experiment and thermodynamic modeling ［J］. Calphad ， 2015 ， 51 ： 89 - 103 .

Ueji R ， Tsuchida N ， Terada D ， et al . Tensile properties and twinning behavior of high manganese austenitic steel with fine-grained structure ［J］. Scripta Materialia ， 2008 ， 59 （ 9 ）： 963 - 966 .

Barnett M R . A rationale for the strong dependence of mechanical twinning on grain size ［J］. Scripta Materialia ， 2008 ， 59 （ 7 ）： 696 - 698 .

王轶娜，黎　倩，何燕霖，等 . 高强度高塑性TWIP钢的组织和性能［J］. 热处理， 2006 ， 21 （ 3 ）： 25 - 30 .

SOHN S S ， LEE B J ， LEE S ， et a1 ． Effects of aluminum content on cracking phenomenon occurring during cold rolling of three ferrite-based lightweight steel ［J］. Aeta Materialia ， 2013 ， 61 （ 15 ）： 5626 - 5635 .

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