3.3  实验步骤 18

3.4  实验的问题预测及解决方案 18

4.  实验结果与分析 19

4.1  实验结果 19

4.2  渣-金间平衡时渣中各组分的摩尔分数 19

4.3  化学反应的自由能变化 20

4.4  渣中MnO的活度系数 21

4.5  渣中MnO的活度 22

5.  结论 24

致谢 25

参考文献 26 

1  绪论

1.1  TWIP钢简介

1.1.1  TWIP钢的研究现状

1.1.2  TWIP钢的结构与显微组织、组织性能

1.1.3  TWIP钢的成分与合金元素的作用

1997年，Grässel[5]等在试验研究Fe-Mn-Si-Al系TRIP钢时发现，当锰含量达到25% 时，其抗拉强度和延伸率的乘积在50000MPa%以上，是一般高强韧性TRIP钢的2倍。由于该类合金的高强韧性来自形变过程中孪晶的形成而不是TRIP钢中的相变，故命名为孪生诱发塑性钢，简称TWIP钢。已有报道的典型TWIP钢的成分与力学性能见表2.1[3]。从表2.1可以看出，现有TWIP钢主要有Fe-Mn-Al-Si系、Fe-Mn-C系和Fe-Mn-Al-C系。

表1.1 典型TWIP钢的成分与机械性能

合金名义成分 室温机械性能 /MPa /MPa /%

Fe-15Mn-3Al-3Si 450 950 45

Fe-20Mn-3Al-3Si 300 850 75

Fe-25Mn-3Al-3Si 280 650 95

Fe-23Mn-0.6C 450 1160 55

Fe-30Mn-5Al-0.3C — 855 70

Fe-34Mn-10Al-0.76C — 750 70

Fe-26Mn-11Al-1.1C 700 850 65

Mn是奥氏体稳定元素，可以取代Ni以降低成本，还可以增加层错能抑制马氏体相变；加入Al能增加层错能，强烈抑制γfcc→εhcp马氏体相变；与之相反，Si的加入减小层错能，因而在冷却和形变过程中有利于γfcc→εhcp马氏体相变。目前的工作主要集中在高Mn钢中通过置换溶质原子(Mn，Al，Si)成分调整来获得TWIP效应。理论和实验表明，在Fe-Mn-Si-Al系合金中加入适量的N固溶于基体中可显著提高层错能，在Fe-22Mn-xC合金中C的含量达到一定值后，也能增加层错能。

1.1.4 TWIP钢的力学性能

   覃作祥，刘志强，张剑波针[5]对1997年，Grassel等人在试验研究Fe-Mn-Si-A1系TRIP钢时发现当锰含量达到25%，铝含量超过3%，硅含量在2%~3%时，其抗拉强度(MPa)和延伸率(%)的乘积在50 000以上，是高强韧性TRIP钢的两倍，研究高Mn和高Si钢的拉伸效应，将有助于了解这两种强降层错能的合金元素在合金中的作用，为开发和研究新型合金奠定基础.采用了金相､拉伸､透射电子显微镜以及断口扫描等手段，研究了高Mn，Si的Fe-Mn-Si-C合金的微观组织结构和力学性能特点，并研究了不同应变速率对Fe—Mn—Si—C