Fe-Mn-C熔体中Mn的活度系数研究+文献综述(4)
Fe-6Al-0.05Ti-0.05Nb-0.002B FeAl 330 550 35
由以上介绍分析，今后汽车用钢的发展方向是，进一步在提高强度、降低车重的同时，要综合考虑安全、成形等因素，通过更多的新的强化机制而提高强韧性的方法会不断地被使用。我国钢铁工业应注意国外的发展动向，适时地进行研究工作，使我国汽车用钢开发进入世界先进水平[6]。
在炼钢中Mn一般作为脱氧剂，Mn与O的亲和力很强，而我们要研究在钢中如何增加Mn的含量的问题，如何加Mn，让Mn不氧化，怎样进行合金化，是我们此次研究的目的。
1.2.3 高强高塑性TWIP钢
TWIP钢是最近几年国外正在进行研究的高强度、高塑性指标的汽车用钢。TWIP钢的成分通常主要是Fe，添加25％～30％的Mn，并加入少量Al和Si，也有再加入少量的Ni，V，Mo，Cu，Ti，Nb等元素[6]。研究表明在奥氏体中γfcc的层错能是关键，γfcc大于20MJ/m2时会发生机械孪生，所有增加层错能的合金都有助于孪生发生，比如铝就增加层错能，硅则降低层错能[7]；该钢在使用时无外载荷，冷却到室温下的组织是稳定的残余奥氏体，但是如果施加一定的外部载荷，由于应变诱导产生机械孪晶，会产生大的无颈缩延伸，显示非常优异的力学性能，高的应变硬化率、高的塑性值和高的强度[8]。TWIP钢强度可以达到800 MPa以上，伸长率可达到60％～95％。图2表示了TWIP钢在不同温度下变形时屈服强度、抗拉强度、均匀伸长率、总伸长率的值，可以看到在室温下，其有优良的伸长率和强度[9]。
1.2.4 TWIP钢的应力应变行为与变形温度之间的函数关系
TWIP钢的应力应变行为与变形温度的函数关系同TRIP钢是不同的，如图1.1所示，随着温度下降，奥氏体TWIP钢的屈服应力和抗拉强度适度增加[10]。通常这种行为是纯面心体立方金属和合金的特征。400℃时总的伸长率是50%，室温时增加到最大值95%。在较低温度时开始下降，在更低的温度约-150℃至失效的伸长率约75%。在温度-196℃时，总的伸长率是65%，最大的均匀伸长率也很高室温时达到80%[11]。
![TWIP（Fe-25Mn-3Si-3Al）的力学性能指标[12]](/uploads/allimg/190710/1-1ZG0200I0207.jpg)
图1.1 TWIP（Fe-25Mn-3Si-3Al）的力学性能指标[12]
随着应变速率的增加，在整个应变速率范围内(10-4~103)s-1)，屈服应力增加，因此，抗拉强度保持常数[13]；]直到应变速率超过100s-1时，抗拉强度增加。随着应变速率减少到10-1s-1，均匀和总的伸长率升高，经过最小值以后，均匀伸长率稍有下降。在应变速率为1.5×10-3s-1时，总的伸长率达到最大值80％，拉伸强度值达到800 MPa[14]。通过X射线衍射甚至在最大应变速率处也没有观察到马氏体相变，相当高的伸长率是由于大量机械孪晶的形成——TWIP作用[15]。 表征汽车车身和框架结构的深冲钢的冲击行为的主要性能是依赖于摆锤冲击韧性和特定吸收能Espec的温度，定义为在给定温度下(25℃)，变形速率为常规的(102～103)s-1时的单位体积的变形能，由飞轮惯性和Kopkinson样实验确定[16]。图3是TWIP钢与所选择的常规深冲钢的特定吸收能比较，如IF钢、含磷钢(FeP04)，烘烤硬化钢(ZstEl80BH)和形变热处理钢(QstE500TM)，图1.2中表示的是TWIP钢特定的吸收能约为0.5J/mm3，这个值是延展性好吸收能高的TWIP钢的一半或更低。在高的应变速率条件下，由于大量的孪晶形成，可获得高的吸收能[17]。
图1.2 TWIP钢与其他汽车用钢吸收冲撞能的比较
1.2.5 活度
对于理想溶液，由于同种分子或离子与异种分子或异种离子之间的作用力是完全相同的，则分子或离子在溶液中所受到的来自周围其他粒子的合力就是0，即是该粒子是“完全自由”的[17]。但是大量有关实验研究发现，加入不挥发的溶质制成稀溶液后，可以使溶剂的蒸汽压降低，溶剂的蒸汽压与其含量的关系符合拉乌尔定律：