低成本钛元素合金化超高强度钢的组织及力学性能

针对低成本超高强度钢的开发问题，在国外材料基础上设计开发了低成本Ti微合金化超高强度钢，弥补了国内相关产品空白；同时通过力学测试、微观组织表征、析出相分析等方法揭示了Ti微合金化对试验钢的组织性能影响规律及强韧化机制，为低成本超高强度钢板新材料的工业化应用提供数据积累与理论支撑。试验结果表明：Ti微合金化试验钢与基础钢相比，屈服强度相当，断面收缩率从33%提升至44%,低温冲击韧性也从22.6 J提升至26.7 J,可见Ti微合金化试验钢具有更好的塑韧性匹配；其主要原因是Ti微合金化试验钢中有较多的MC型和M₃C型碳化物析出，使得基体中固溶的C质量分数从0.287%降至0.247%,同时Ti微合金化使得试验钢的原奥氏体晶粒由9.5级细化至11.0级，有效晶粒尺寸从1.8μm降低至1.3μm。计算结果显示：Ti微合金化试验钢碳当量较基础钢明显降低，因此焊接性能更好；Ti微合金化试验钢通过降低固溶强化、提高位错强化和细晶强化以及析出强化，实现了屈服强度的提升，并保障了韧性和工艺性能。