在鋼鐵材料的多種強化機制中,細化晶粒是唯一能夠同時提高強度和韌性的方法,獲得超細晶粒的手段主要包括:奧氏體動態再結晶及相變、應變誘導鐵素體相變、兩相區軋制和鐵素體區溫軋等。然而,已有的研究多局限于容易實現低溫大變形、快速冷卻的小規格產品,在厚板生產中,由于厚度方向上的溫度和形變量不均勻,很難在全厚度上實現細化,但是在鋼板表層獲得超細晶還是可行的,而且其整體性能也可以獲得大幅提升。
科研人員通過單道次壓縮變形熱模擬試驗,研究微合金鋼加熱到兩相區變形時的組織演變規律,并分析加熱溫度對其的影響。使用OM、SEM和EBSD分析試驗鋼的微觀組織和取向分布。
結果表明,加熱后奧氏體相變在晶界上發生,740~800℃時奧氏體體積分數為20%左右,830℃時奧氏體體積分數大幅增加到50%。加熱到兩相區變形時,形變鐵素體發生動態回復或動態再結晶,隨變形溫度增加,形變鐵素體由動態回復向動態再結晶發展,亞晶界減少,830℃時大角度晶界比例達到91.2%,冷卻后得到均勻的細晶組織,平均有效晶粒直徑3.9μm。