刘文金,2，杨蔚涛2，杨 旗2，詹 科

(1.上海理工大学材料科学与工程学院，上海 200093；2.上海材料研究所，上海市工程材料应用与评价重点实验室，上海 200437)

0 引 言

奥氏体高锰钢具有良好的塑性[1]、优良的形状记忆效应[2]和低周疲劳性能[3-5]，近年来在汽车、减振等领域得到一定应用。高锰钢的塑性变形机制受奥氏体堆垛层错能(Stacking Fault Energy, SFE)影响较为显著，SFE主要依赖于钢的化学成分、服役温度和晶粒尺寸[6-14]。通常认为，SFE小于18 mJ·m-2时，高锰钢塑性变形机制主要为相变诱导塑性(Transformation-Induced Plasticity, TRIP)机制；SFE在1235 mJ·m-2时，变形机制主要为孪晶诱导塑性(Twinning-Induced Plasticity, TWIP)机制；SFE继续升高，变形过程则由平面位错滑移机制主导[15-18]。

低SFE的Fe-Mn-Si系奥氏体TRIP钢，如Fe-Mn-Si-Al钢和Fe-Mn-Si-Cr-Ni钢[5,19]，具有低的强度和优良的低周疲劳性能，可以替代(超)低碳低屈服点钢，用作新型抗震阻尼材料，来提高建筑物的抗震防护性能。研究人员对Fe-Mn-Si系奥氏体合金钢的低周疲劳行为进行了较多研究，认为ε马氏体可逆相变和位错平面滑移是其具有优良低周疲劳性能的根本原因[5,19]。然而目前，关于该类合金钢的准静态力学行为，尤其是组织结构对力学行为的影响规律及作用机制的研究报道相对较少。一些具有形变诱导ε马氏体相变的Fe-Mn合金钢和Fe-Mn-C合金钢的力学行为研究结果[20-21]可以作为参考。NAKATSU等[20]研究发现，单变体ε马氏体可以使Fe-(22～27)Mn(质量分数/%，下同)奥氏体钢表现出良好的塑韧性；细晶组织能够减少ε马氏体，特别是多变体马氏体的生成，而晶粒粗化会促进多变体ε马氏体的生成和交截，增强其与晶界的相互作用，使合金钢过早发生脆性断裂。……