提高钢材塑韧性的M3组织调控技术

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提高钢材塑韧性的M3组织调控技术发明了多相、亚稳、多尺度的M3组织调控技术，解决了高强度钢的强度与塑韧性倒置难题，实现了强度与塑韧性同时提高。应用于开发出第三代先进高强度汽车钢板，引领了钢铁材料高性能化研究方向。应用于高强度低合金钢，显著提高冲击韧性，降低屈强比。探究了钢铁材料强度、塑性、韧性本源，形成了经济有效地改善了钢铁性能的新技术。

目录

技术原理/技术要点

M3组织可有效避免裂纹形核与阻止扩展，改善载荷-位移曲线，提高钢材强度和塑韧性。实现方法是：（1）将基体组织由单一铁素体型调控为多型α相+亚稳奥氏体相；（2）亚稳相调控由相变冷却过程扩展到生产与服役全过程；（3）组织调控尺度由微米级发展到10-5-10-8m范围。 开创性地提出亚稳超细奥氏体提升强塑积的第三代汽车钢技术路线，通过中锰合金化和逆相变热处理工艺，获得了含大量亚稳奥氏体的亚微米多相组织，发明了抗拉强度范围600-1500MPa和强塑积不小于30GPa%的第三代汽车钢。 发明的中锰钢温成形技术，减少了对传统热压成形涂层材料22MnB5和热成形工艺的依赖，简化了超高强钢板成形技术难度和工艺要求，降低了生产成本。 创新了屈服强度500MPa-700MPa级低合金钢M3组织调控技术，实现了低屈强比（≤0.85）、高均匀延伸（～10%）、屈服强度500-700MPa级高强度低合金钢。 发明了未再结晶区大变形实现奥氏体超扁平化和轧后直接淬火获得超细板条块马氏体的组织调控技术，实现了屈服强度900-1000MPa级、-40℃冲击功（KV2）达到200J以上高强韧易焊接低合金钢板的批量生产和应用，韧性较传统调质钢翻番。 基于层片组织多尺度强韧化思路，创新形成了锰铝合金化设计和两相区轧制技术，获得铁素体与马氏体交替分布的双相层状钢，抗拉强度达到1500MPa，-40℃冲击功（KV2）不低于200J。

中锰第三代汽车钢

采用M3组织调控技术生产了抗拉强度600-1500MPa和强塑积不小于30GPa%的第三代汽车钢板。抗拉强度比第一代汽车钢翻两番。800MPa级汽车钢板的延伸率可达到40%，合金元素含量不到第二代汽车钢的三分之一，成本仅略高于第一代汽车钢。目前，国内外主要大型钢企都在开展第三代汽车钢的研发工作。

2.超大超高温成型汽车侧围

采用M3组织调控技术完成了高性能低成本的1500MPa级中锰钢温成形加工。较热成形加热温度降低150℃，塑性提高30%。目前已制作出SUV的B柱及超大超薄（3385mm×1475mm×1.8mm）超高强度、高表面质量的汽车零件生产。目前已在北汽进行了零部件制造，温成型B柱被北汽做为新的轻量化方案参加2016年北京国际车展。

3. X70和X90管线钢板

采用M3组织调控技术，利用多相组织影响逆转变奥氏体形核和元素富集，残奥提高塑韧性，实现工业批量生产。强度级别达到要求，力学性能稳定，具有低屈强比和高冲击韧性的特征，提高了管线钢的服役安全性。

4.500MPa级多相桥梁钢

采用M3组织调控技术，生产了500MPa级桥梁钢，克服了屈强比瓶颈，应用于沪通大桥。

5.节约Mo的抗震耐火钢

采用M3组织调控技术，应用微合金化元素析出与细化作用，提高了材料高温强度，降低了生产成本，形成了高强韧抗震耐火钢技术。