非金屬夾雜物對高碳含銅TWIP鋼拉伸性能的影響

劉龍龍，趙玲燕，王吉良，軒建偉，朱定一

（1.福州大學材料科學與工程學院，福州350108；2.中建三局第一建設工程有限責任公司，武漢430040）

0 引 言

孿生誘發塑性（Twinning Induced Plasticity，TWIP）鋼因其高強度、高塑性、高能量吸收能力等特點而備受關注［1-5］。鋼中非金屬夾雜物的存在與鋼材性能息息相關。研究表明［6-7］，較為潔凈的高碳含銅TWIP鋼具有優異的綜合力學性能。夾雜物對鋼力學性能和工藝性能的影響，主要表現為降低材料的塑性、韌性和疲勞性能，尤其當夾雜物以不利的形狀及分布特征存在時，對材料力學性能的影響更為嚴重［8］。因此，非金屬夾雜物對這一新型鋼種力學性能影響的研究十分有必要，但相關研究并不充分。為此，作者通過不同熔煉工藝制備了兩組成分相同但夾雜物含量不同的高碳含銅TWIP鋼錠，經相同工藝熱加工制得規格相同的鋼板；對鋼錠和鋼板中的非金屬夾雜物進行了定量統計分析，并測試鋼板的拉伸性能，觀察其斷口形貌，分析了該TWIP鋼中非金屬夾雜物對其拉伸性能的影響。

1 試樣制備與試驗方法

1.1 試樣制備

以T10鋼、電解銅、金屬錳和鑄造生鐵為原料，用50kg真空中頻感應爐以圖1所示不同熔煉工藝制備2個規格為120mm×120mm×400mm的鑄錠，并分別編號為L1，L2。L1采用的是實驗室熔煉常用的真空熔煉工藝；L2是在鋼液成分均勻后打開熔煉爐，按下列步驟進行除雜造渣后澆鑄得到：首先向鋼液中加入鋼液質量5‰的硅鈣錳合金并壓入鋼液底部進行脫硫脫氧，以DFC-400型高錳鋼除渣劑覆蓋鋼液表面防止氧化并吸附上浮到鋼液表面的雜質相，然后斷電使鋼液靜置5min，使鋼液中的雜質相充分上浮，扒渣后升溫至1 500℃左右澆鑄成形。……