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(北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京 100044)

0 引 言

超塑性是指材料在特定的内在和外在条件下显示出异常高塑性的能力[1]，即伸长率超过100%。超塑性对材料的塑性成型非常有益[2-5]。已有研究表明，显微组织、织构和变形时形成的孔洞等对材料的超塑性有着重要影响，其中显微组织的影响起决定作用，稳定的晶界滑动可以使双相材料表现出超塑性。超塑性的产生机制主要分为3类：细晶超塑性，稳定的等轴细晶组织有利于实现超塑性；相变超塑性，循环往复相变产生的内应力有利于引发超塑性；瞬时超塑性，在较高的应变速率下由再结晶或其他显微组织变化引发的超塑性[6]。

锻钢制动盘是目前使用最多的高速列车制动元件，其加工方式主要是热锻造，若锻钢具有超塑性，则可以减少成型过程中形成的缺陷[7-8]。制动盘在服役过程中通过与闸片的强烈摩擦使列车减速或停车制动，在热疲劳载荷作用下，制动盘摩擦面会出现裂纹，导致制动盘失效[9-11]。热成型能力的提升和高温力学性能的改善都可以提高制动盘的服役寿命。

CrNiMo系锻钢是目前广泛应用的制动盘材料，该锻钢在600 ℃以下的力学性能良好，但温度高于600 ℃后，其力学性能下降明显。已有研究表明，添加合金元素钒可以提高合金钢的高温力学性能。钒元素形成的碳化物可保证钢具有良好的回火抗力和热强性[12-14]，也有观点认为钒的碳氮化物可钉扎位错或晶界，抑制奥氏体晶粒的长大和再结晶，进而起到细晶强化和沉淀强化作用。……