Diese Studie schlägt innovativ das Konzept der Zusammensetzungsdesigns „Reduzierung von C, Erhöhung von Si und Zugabe von Mn“ basierend auf der derzeit kommerziellen nicht vergüteten Stahl vor. Durch Zusammensetzungssteuerung und Mikrostrukturoptimierung wurde ein neuer hochfester, hochzäher und kostengünstiger nicht vergüteter Stahl mit einer Zugfestigkeit von etwa 1300 MPa entwickelt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung des neuen nicht vergüteten Stahls (QGF17) (Massenanteil) 0,19%C, 1,92%Si, 2,90%Mn, 0,56%Cr, 0,012%P, 0,004%S beträgt. Die Zugabe von Si optimierte die bainitische Mikrostruktur, wodurch der Volumenanteil des langgestreckten Bainits (LB) zunahm, die Korngröße von 18 μm auf 11 μm verfeinert wurde, der Anteil der Hochwinkelkorngrenzen (HAGB) signifikant von 28,5% auf 59,1% anstieg und die Versetzungsdichte zunahm, was zur Bildung lokaler Bereiche mit hoher Versetzungsdichte an Korngrenzen und Plattenoberflächen führte. Im Vergleich zu FAS2225 zeigt der neue nicht vergütete Stahl eine signifikante Verbesserung der Mikrohärte und mechanischen Eigenschaften. Die Härte erhöhte sich von 318 HV auf 473 HV, die Streckgrenze und Zugfestigkeit stiegen von 710 und 955 MPa auf 973 und 1322 MPa, und die Kerbschlagzähigkeit K_V2 bei -20 ℃ stieg von 16 J auf 29 J. Der neue nicht vergütete Stahl weist eine höhere Verfestigungsfähigkeit und eine relativ hohe Schlagzähigkeit auf. Die Bruchmorphologieanalyse zeigt, dass, obwohl beide Materialien ein quasi-spaltendes Bruchverhalten aufweisen, im nicht vergüteten Stahl deutlich sichtbare plastische Verformungszonen in der Nähe des V-förmigen Einschnitts beobachtet wurden, und die Bruchmorphologie sich vom Flussmuster des quasi-spaltenden FAS2225 zu kleineren quasi-spaltenden Ebenen wandelte. Die Ergebnisse bestätigen, dass der neue nicht vergütete Stahl durch Reduzierung der Legierungszusätze und Optimierung des Verhältnisses der Komponenten Produktionskosten senkt, das industrielle Problem der „Steigerung der Festigkeit bei Verschlechterung der Zähigkeit und Schwierigkeit der Kostenkontrolle“ bei herkömmlichen hochfesten nicht vergüteten Stählen löst und einen neuen technischen Weg für die technologische Anwendung hochleistungsfähiger nicht vergüteter Stähle bietet.

Nicht vergüteter Stahl;Si;Tieftemperatur-Schlagzähigkeit;Hochwinkelkorngrenzen;Quasi-Spaltbruch