基于FactSage的Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢的组织及力学性能

作者：王英虎

来源：金属热处理, 2022, 47(07): 203-210.

DOI：10.13251/j.issn.0254-6051.2022.07.035

• 低密度钢
• κ-碳化物
• 析出行为
• 相变
• 凝固模式
• 相图计算

借助FactSage数值模拟软件对Fe-(10～20)Mn-(5～10)Al-(0～0.5)C系低密度钢的凝固及冷却路径、相变及析出相进行了研究，利用FactSage软件中的FSstel数据库对该体系的垂直截面图进行计算，分析了Mn、Al及C元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响，并得到了Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢的平衡凝固相变路径图。结果表明，Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢中热力学计算出的平衡相有液相、铁素体、奥氏体和κ-碳化物，由1600℃冷却至600℃完整的平衡相变路径为：液相→液相+铁素体→液相+铁素体+奥氏体→铁素体+奥氏体→铁素体+奥氏体+κ-碳化物。C和Mn含量的增加可扩大Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢奥氏体相区，Al元素增加缩小奥氏体相区。κ-碳化物的析出温度随着Al与C含量的增加而升高，Al与C元素均可促进κ-碳化物析出。Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢800℃时效3 h后的抗拉强度为602 MPa,屈服强度为520 MPa,断后伸长率为28.6%,时效5 h后的抗拉强度为729 MPa,屈服强度为685 MPa,断后伸长率为22.4%,随着时效时间增加，试验钢的强度增加，断后伸长率降低。Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢的密度为6.99 g/cm3,相比普通钢材减重效果达10.4%。

• 单位
  北京科技大学