日本有关细晶钢理想力学性能的研究

为调查超细晶粒组织的力学性能，日本准备了碳含量为0.02%～0.45%的各种Si-Mn钢，通过采用有槽轧辊的中温轧制，将组织细化至超微粒组织，并对其力学性能进行了调查，调查结果表明，在碳含量不同的Si-Mn钢中，通过将晶粒细化至0.5，屈服强度可提高大约2倍。另外，随着碳含量的增加，强度和总延伸率会同时提高。一般说来，如果强度提高，延伸率会下降，但在细晶钢的情况下，碳含量的增加却可同时提高强度和延伸率。众所周知，超细晶粒钢的问题之一就是均匀延伸率的下降。日本通过研究发现碳含量的增加，即渗碳体的弥散会使加工硬化率变大，均匀延伸率会因此而变大。

超细晶粒钢还具有很好的断面收缩率。所谓断面收缩率是指试样拉伸至断裂时的面积减少率。与铁素体-珠光体、贝氏体和马氏体相比，超细晶粒钢的强度-断面收缩率平衡最好。它已成为超细晶粒钢成形性研究上重要的基础数据。

根据疲劳试验结果可知，疲劳极限与抗拉强度有相互关系。根据旋转弯曲疲劳试验结果可知，在组织为铁素体-珠光体的情况下，其强度比为0.43。在回火马氏体情况下，其强度比为0.53。在超细晶粒钢情况下，其强度比更高为0.56。这表明超细晶粒是生产高强度精密零部件的最佳材料。