亚稳奥氏体不锈钢大范围的使用于交通运输、石油化学工业以及其他民用和国防范畴。但是，惯例轧制固溶处理后亚稳奥氏体不锈钢的晶粒标准到达20-120 μm，屈从强度仅为150-300 MPa。屈从强度缺乏严峻束缚了其执役于承重、动载和高压工况下作为高强结构件的使用。为满意结构轻量化和安全功能进步的需求，开发高强高耐性的亚稳奥氏体不锈钢成为亟待解决的难题。晶粒细化可以在不添加合金本钱的前提下进步屈从强度。但是，当晶粒均匀细化到亚微米乃至纳米标准时，应变硬化率会显着下降导致耐性严峻恶化。一起，晶粒的等轴纳米化亦会按捺TRIP效应，引起应变会集继而会发生不均匀变形。因而，进步纳米晶亚稳奥氏体不锈钢的应变硬化才能在取得超高屈从强度的一起兼备优异的耐性含义严重。

  轧制退火工艺可有用细化亚稳奥氏体不锈钢的晶粒。亚稳奥氏体不锈钢室温冷轧进程中发生应变诱导马氏体改变，退火阶段奥氏体的逆改变和再结晶导致晶粒细化，然后取得纳米晶(100 nm)/超细晶(100-500 nm)安排，屈从强度可达1157 MPa，但在变形进程中构成显着的屈从降并引发长吕德斯带。下降轧制温度可以在必定程度上促进马氏体改变，-196 ℃深冷轧制可发生更高含量的马氏体，并进一步构成含有位错胞结构的马氏体，退火阶段马氏体发生逆改变构成均匀等轴的超细奥氏体晶粒，屈从强度高达1250 MPa，但在变形进程中发生应变软化。冷轧/深冷轧退火可以明显细化晶粒并进步屈从强度，但没办法防止的以大幅献身耐性为价值。200 ℃温轧应变下亚稳奥氏体不锈钢的变形机制由应变诱导马氏体改变为形变孪生，退火安排中构成微米级(1 μm)/亚微米级(500-1000 nm)晶粒，但屈从强度仅为540 MPa。经过调整轧制退火工艺，对亚稳奥氏体不锈钢的微结构进行规划与构筑，然后打破强耐性权衡窘境。在完成超高屈从强度的基础上，发生继续的应变硬化，然后取得杰出的成形功能并说明亚稳双相异质层状结构的增强增塑机制是本项研讨的方针和要害。东北大学徐伟教授研讨团队立异性的选用“温轧与深冷轧相结合的变温轧+退火”的工艺道路制备了具有亚稳双相(FCC+BCC)的异质层状结构，取得了高强高耐性的亚稳奥氏体不锈钢，打破了金属材料强度与耐性不行兼得的瓶颈，并提醒了亚稳异质层状结构的强塑性机制。相关作业以题为“Overcoming the strength-ductility trade-off in metastable dual-phase heterogeneous structures using variable temperature rolling and annealing”的研讨论文宣布在Materials Research Letters上。论文的榜首作者为胡军特聘研讨员，第二作者为研讨生李旭阳，王灵禺博士后为一起通讯作者，东北大学轧制技能及连轧自动化国家重点试验室为榜首通讯单位。

  图1.试验钢轧制和退火进程示意图：(a)冷轧退火；(b)深冷轧退火；(c)变温轧退火。

  图2.轧制态钢板安排的低倍和高倍TEM图画：(a)(b)冷轧钢；(c)(d)深冷轧钢；(e)(f)变温轧（3.5）钢；(g)(h)变温轧（2.5）钢。

  图3.退火态钢板安排的低倍和高倍TEM图画：(a)(b)冷轧退火钢；(c)(d)深冷轧退火钢；(e)(f)变温轧退火钢。

  图4.退火态钢板的拉伸功能：(a)工程应力-应变曲线；(b)真应力-应变曲线和加工硬化率曲线；(c)屈从强度改变规则；(d)均匀延伸率改变规则。

  图5.退火态钢板的异构变形诱导(HDI)应力和TRIP效应：(a)加载-卸载-再加载工程应力-应变曲线；(b)加载-卸载-再加载真应力-应变曲线；(c)HDI应力随真应变的改变；(d)奥氏体相含量随工程应变的改变。

  图6.变温轧退火态钢板相变和变形机制示意图：(a)固溶处理态；(b)变温轧（3.5）钢；(c)变温轧（2.5）钢；(d)变温轧退火钢；(e)变形状。

  作者经过300 ℃温轧与-196 ℃深冷轧相结合的变温轧+650 ℃退火新工艺，规划了亚稳双相异质层状结构。冷轧/深冷轧退火钢在拉伸变形进程中发生应变软化，导致均匀延伸率仅为2-3%。比较之下，变温轧退火工艺取得了亚稳双相异质层状结构，屈从强度超越1 GPa，并且继续的应变硬化使得均匀延伸率显着进步至10%。使用TEM对变温轧退火进程中的安排改变进行了精密的表征，提醒了亚稳双相异质层状结构的构成机制。温轧进程中发生了很多的变形孪晶，随后深冷轧制阶段马氏体在变形孪晶处形核并沿其成长，终究构成层状的板条马氏体结构。在退火进程中，部分板条马氏体逆改变为板条奥氏体，与另一部分残留的板条马氏体一起组成了替换散布的亚稳双相异质层状结构。

  亚稳双相异质层状结构的强韧化机理归纳为三个方面。首要，双相安排的硬度散布不均匀。软相的塑性变形被周围的硬相有用束缚，在软相中发生背应力，促进HDI应变硬化。纳米级的双相异质层状结构具有高密度的相界面，几许必要位错可以在界面处堆集以增强背应力。其次，层状安排比等轴状安排可以发生更为明显的应变硬化，特别是当其长轴平行于加载方向时，这种结构的几许形状使不同相之间的似乎束缚愈加有用，激起更明显的背应力。终究，背应力与外加应力一起效果促进软相奥氏体区内的马氏体相变，继而生成的新鲜马氏体又会与周围的软相奥氏体协同进步HDI硬化。终究完成HDI硬化与TRIP效应的似乎促进。

  总归，对亚稳奥氏体不锈钢拟定了一种新式的变温轧制和退火工艺，取得了共同的亚稳双相异质层状结构，完成了1 GPa以上的超高屈从强度。与冷轧/深冷轧退火钢2-3%的低均匀延伸率比较，其出现接连的屈从行为以及安稳的应变硬化，均匀延伸率大幅度进步至10%，经过异质结构明显的HDI硬化和亚稳奥氏体继续的TRIP效应的耦合效果战胜了强耐性权衡窘境。