В данном исследовании на основе существующей коммерческой некалиброванной стали инновационно предложена концепция проектирования состава "снижение содержания C, увеличение Si и добавление Mn". Путём управления составом и оптимизации структуры разработана новая высокопрочная, высокожёсткая и недорогая некалиброванная сталь с прочностью на разрыв около 1300 МПа. Результаты показывают, что состав новой некалиброванной стали (QGF17) (массовые доли) составляет 0,19%C, 1,92%Si, 2,90%Mn, 0,56%Cr, 0,012%P, 0,004%S. Добавление Si улучшило бейнитную микроструктуру стали, увеличив объёмную долю продольного бейнита (LB), размер зерна был уменьшен с 18 мкм до 11 мкм, доля границ с большими углами (HAGB) значительно выросла с 28,5% до 59,1%, а плотность дислокаций увеличилась, что способствовало формированию областей с высокой плотностью дислокаций у границ зерен и интерфейсов пластин. По сравнению со сталью FAS2225, микротвердость и механические свойства новой стали значительно улучшены. Твердость увеличилась с 318 HV до 473 HV, предел текучести и прочность на разрыв повысились с 710 и 955 МПа до 973 и 1322 МПа соответственно, ударная вязкость K_V2 при -20 ℃ увеличилась с 16 Дж до 29 Дж. Новая некалиброванная сталь обладает более высокой способностью к упрочнению деформацией и относительно высокой ударной вязкостью. Анализ морфологии излома показал, что, несмотря на то, что оба материала демонстрируют режим разрушения близкий к полурасслаиванию, у некалиброванной стали обнаружены очевидные зоны пластической деформации возле V-образного надреза, а поверхность излома изменилась от речного узора и к более мелким плоским участкам полурасслоивания у FAS2225. Результаты исследования подтверждают, что новая некалиброванная сталь снижает производственные издержки за счёт упрощения легирования и оптимизации соотношения состава, решая отраслевую проблему «повышения прочности при ухудшении вязкости и трудностях контроля затрат» традиционных высокопрочных некалиброванных сталей, и предоставляет новый технический путь для инженерного применения высокопроизводительных некалиброванных сталей.

Некалиброванная сталь;Si;Ударная вязкость при низкой температуре;Границы с большими углами;Полурасслоившееся разрушение