精準預測第三代先進高強鋼的Ms溫度
2021-06-06 來源：GS_Metals
圖1 0.2C-4Mn-1.5Al鋼的膨脹儀曲線，右下角為Ms溫度的確定方法，右上角為TA溫度下的奧氏體中平衡元素濃度
圖2給出了膨脹儀測得的Ms溫度與C、Mn、Si和Al元素的關系。當研究某一元素對Ms溫度的影響時，其他元素濃度基本保持不變。從圖2（a）可以看出，在xxC-6Mn鋼中，當C元素從0增加到0.7wt.%時，Ms溫度顯著降低，且C元素濃度和Ms溫度之間不成線性關系，而是平方根的關系。相反，Mn、Si和Al對Ms溫度的影響可以歸為線性關系，如圖2（b）所示。由于C和N元素對Ms溫度的影響相似，因此合金元素對Ms溫度的關系可以表達為：Ms = 692-502∗(C+0.86N)0.5-37∗Mn-14∗Si+20∗Al-11∗Cr，其中元素濃度為wt.%。
圖2 Ms溫度與C（xxC-6Mn）、Mn（0.2C-xxMn-1.5Si）、Si（0.1C-6Mn-xxSi）和Al（0.2C-3Mn-1Si-xxAl）元素的關系
表2比較了新的Ms和文獻中已知的Ms公式，可以看出本文中提出的Ms關系具有最高的相關系數（R2）和最小的平均溫度偏差（φ?T）。顯然，C和N含量對Ms溫度的非線性影響提高了相關系數，這是由于新的Ms關系在低C/N和高C/N濃度下改善了對Ms溫度的預測性。
新的Ms關系表現出對Ms溫度優異的預測性，如圖3（a）所示。盡管Van Bohemen et al.提出的Ms公式也可以較好地預測Ms溫度，但是在Ms溫度高于400℃或者低于150℃時其預測性較差，此時對應最低（≤0.03wt.%）和最高（≥0.3wt.%）C元素含量的樣品，如圖3（b）所示。Mahieu et al.提出的Ms公式在整個數據集上的預測性都很差（圖3（c）），這可能主要與公式中C元素對Ms溫度的線性影響相關。
圖3 本文、Van Bohemen et al.和Mahieu et al.提出的Ms公式對Ms溫度預測的比較
本文基于大量實驗數據提出的Ms關系，可以實現對Ms溫度更為精確的預測。應用此Ms公式可以更好對熱處理參數進行選擇，并對第三代先進高強鋼在整個退火過程中的組織演變進行建模，將有利于整體工藝水平的提升！
