随着汽车轻量化战略的实施及汽车行业需求的变化高强度高塑性的先进高强钢被开发及应用。65锰钢板尤其是以中锰钢等钢种为代表的第三代先进高强钢兼顾成本及性能在低制造成本的前提下其强塑积能达到30 GPa-%级以上。

 在开发中锰钢等第三代先进高强钢的过程中亚稳奥氏体及其稳定性被认为是影响钢材优异力学性能的关键因素;在应用中锰钢等钢种的过程中亚稳奥氏体及其稳定性会影响回弹等成形方面的问题因此需要深入研究。65mn锰冷轧钢板本文以强塑积为30 GPa-%级的高强塑中锰钢为研究对象分析了组织中亚稳奥氏体在不同应变速率和不同变形方式下的稳定性;并以此为理论依据探讨了弯曲变形过程亚稳奥氏体发生的相变行为以及亚稳奥氏体对弯曲回弹的影响 基于奥氏体特征建立了回弹预测模型实现了中锰钢回弹行为的高精度预测。本文的主要工作和结论如下:利用高速拉伸实验及数字图像关联技术（Digital image correlationDIC）研究了不同应变速率下亚稳奥氏体的稳定性。

  结果表明在应变速率为10-3s-1至5×101s-1范围内奥氏体稳定性随着应变速率的增加而增加。通过EBSD和TEM观察发现不同应变速率下高强塑中锰钢观组织的演变规律基本保持一致即奥氏体随着应变量的增加逐渐发生畸变其内部产生层错部分奥氏体转变成马氏体;铁素体内部几何必要位错密度随着应变量的增加而显著增加并形成高密度的小角度晶界;奥氏体晶粒内的层错随着应变速率的增加呈现逐渐稀疏的趋势。结合热动力学计算及观组织分析65mn锰冷轧钢板在应变速率由10-3 s-1增加至5×101s-1时奥氏体的层错能由9.8 mJ/m2升高至18.7mJ/m2层错能的升高抑制了奥氏体的转变增加了奥氏体稳定性;同时应变速率增加导致发生相变的临界能量升高以及相变驱动力降低也是奥氏体稳定性上升的原因。通过板材成形实验及DIC技术研究了不同变形方式下亚稳奥氏体的稳定性。

传统高锰钢在中低载荷工况下不具有优势在其基础上通过降低或增加碳锰元素含量研发出中锰和超65锰钢板高锰钢在一定程度上弥补了其应用中存在的不足。

  本文对比研究了Mn8、Mn15及Mn18三种锰钢的滑动和冲击磨料磨损性能分析了磨损机理。同时模拟矿井淋水腐蚀环境探讨了三种锰钢的电化学腐蚀性能论文得到以下主要结论:酸性矿井淋水腐蚀条件下三种锰钢表现出更负的腐蚀电位酸性工况下耐腐蚀性能弱于碱性和中性腐蚀环境。酸、中、碱性矿井淋水腐蚀环境中Mn8钢的开路电位正（65mn锰冷轧钢板）极化曲线外推拟合腐蚀电压 腐蚀电流小且容抗弧半径小其耐腐蚀性能优于Mn15和Mn18耐磨钢。滑动磨损实验表明三种锰钢的摩擦系数均呈现先快速升高后下降到一定的范围趋于平稳的变化趋势低载平均摩擦系数高于高载。相同磨损工况条件下Mn8均具有 磨损失重其抗滑动磨料磨损性能优于Mn15和Mn18耐磨钢。

  三种耐磨钢磨损层硬度分布均呈现梯度变化特征Mn8磨损亚表层（50mm处）65锰钢板硬度达到550HVMn15和Mn18分别为450HV和510HVMn8的加工硬化效果佳Mn18则优于Mn15。三种耐磨钢干摩擦磨损机理主要表现为粘着磨损伴有局部区域的疲劳剥落破坏石英砂磨料磨损机理主要为磨粒磨损表现形式为宽且深的犁沟和较大区域的疲劳剥落。冲击磨料磨损实验表明随冲击功的增大三种锰钢的加工硬化能力均提高磨损失重也明显降低。1.5J冲击功时Mn18的磨损失重低于Mn8和Mn15;3.5J冲击功时Mn8具有 的磨损失重。Mn8和Mn18亚表层组织具有较高密度的孪晶亚表层（50mm处）硬度分别达到50HRC和48HRC其加工硬化效果明显优于Mn15加工硬化层深度超过1.5mm。三种锰钢磨损形式主要表现为凿削磨损和不同程度疲劳剥落磨损。

65锰钢板Mn8、Mn15磨损层亚结构主要为位错、孪晶及马氏体其耐磨强化机制为马氏体相变复合强化机制。Mn18磨损层亚结构出现大量位错、孪晶外未发现马氏体相变但出现Fe-Mn-C原子团偏聚区其强化机制是通过位错、孪晶和Fe-Mn-C原子团强化

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