精准预测第三代先进高强钢的Ms温度
2021-06-06 来源：GS_Metals
图1 0.2C-4Mn-1.5Al钢的膨胀仪曲线，右下角为Ms温度的确定方法，右上角为TA温度下的奥氏体中平衡元素浓度
图2给出了膨胀仪测得的Ms温度与C、Mn、Si和Al元素的关系。当研究某一元素对Ms温度的影响时，其他元素浓度基本保持不变。从图2（a）可以看出，在xxC-6Mn钢中，当C元素从0增加到0.7wt.%时，Ms温度显著降低，且C元素浓度和Ms温度之间不成线性关系，而是平方根的关系。相反，Mn、Si和Al对Ms温度的影响可以归为线性关系，如图2（b）所示。由于C和N元素对Ms温度的影响相似，因此合金元素对Ms温度的关系可以表达为：Ms = 692-502∗(C+0.86N)0.5-37∗Mn-14∗Si+20∗Al-11∗Cr，其中元素浓度为wt.%。
图2 Ms温度与C（xxC-6Mn）、Mn（0.2C-xxMn-1.5Si）、Si（0.1C-6Mn-xxSi）和Al（0.2C-3Mn-1Si-xxAl）元素的关系
表2比较了新的Ms和文献中已知的Ms公式，可以看出本文中提出的Ms关系具有最高的相关系数（R2）和最小的平均温度偏差（φ∆T）。显然，C和N含量对Ms温度的非线性影响提高了相关系数，这是由于新的Ms关系在低C/N和高C/N浓度下改善了对Ms温度的预测性。
新的Ms关系表现出对Ms温度优异的预测性，如图3（a）所示。尽管Van Bohemen et al.提出的Ms公式也可以较好地预测Ms温度，但是在Ms温度高于400℃或者低于150℃时其预测性较差，此时对应最低（≤0.03wt.%）和最高（≥0.3wt.%）C元素含量的样品，如图3（b）所示。Mahieu et al.提出的Ms公式在整个数据集上的预测性都很差（图3（c）），这可能主要与公式中C元素对Ms温度的线性影响相关。
图3 本文、Van Bohemen et al.和Mahieu et al.提出的Ms公式对Ms温度预测的比较
本文基于大量实验数据提出的Ms关系，可以实现对Ms温度更为精确的预测。应用此Ms公式可以更好对热处理参数进行选择，并对第三代先进高强钢在整个退火过程中的组织演变进行建模，将有利于整体工艺水平的提升！
