采用连续退火工艺对CMnAl-TRIP钢进行处理,获得了不同贝氏体区等温温度和不同等温时间下的钢板样品,结合扫描电镜、电子探针、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等检测手段对经不同工艺处理后的钢的组织、元素分布及残余奥氏体进行表征,研究了不同贝氏体等温条件下残余奥氏体的稳定性及其对实验钢塑性和加工硬化的影响。结果表明:不同工艺处理后的实验钢的组织均由铁素体、贝氏体、残余奥氏体及少量马氏体组成;随着等温温度从380 ℃升高到420 ℃,残余奥氏体的体积分数逐渐增大,残余奥氏体中碳的质量分数逐渐增大,强塑积逐渐增大;之后随着温度继续升高到460 ℃,残余奥氏体的体积分数逐渐减小,残余奥氏体中碳的质量分数逐渐减小,强塑积逐渐降低;在等温温度为420 ℃时,残余奥氏体的稳定性较高,实验钢的综合力学性能最优,保温时间为180 s时,残余奥氏体的体积分数为10.7%,残余奥氏体中碳的质量分数为1.069%,实验钢的屈服强度为455 MPa,抗拉强度为681 MPa,断后伸长率为31.7%,强塑积达到了21.59 GPa·%。等温时间延长有利于贝氏体转变,增加残余奥氏体的含量及稳定性,提高TRIP钢的综合力学性能。足够多的残余奥氏体是发生TRIP效应的条件,适当的稳定性是提供持续加工硬化、增大钢塑性的保证。

拉深工艺是工业制造中使用极为广泛的一种成型工艺, 拉深过程中特别是在多次变形或变形量较大的冷拉深环节, 容易发生加工硬化现象, 一方面使得后续加工变得困难; 另一方面, 由于塑性和韧性的降低, 工件在变形过程中或变形一段时间后容易发生开裂。采用光纤耦合半导体激光器, 对发生加工硬化的304不锈钢容器器壁进行了激光软化处理, 研究了加工硬化区域材料在激光辐照这种非平衡条件下的组织相变与再结晶现象, 同时, 利用COMSOL软件对该工艺的温度场等进行了模拟。研究发现, 当所使用的激光参数使得扫描区域的最高温度在724 ℃至1 040 ℃之间时, 加工硬化区域的板条状马氏体均转变成奥氏体, 其中, 最高温度在724～850 ℃之间时, 材料硬度大幅降低并出现再结晶晶粒; 最高温度在950～1 040 ℃之间时, 组织发生完全再结晶, 硬度降低到未拉深之前的水平。

将水韧高锰钢试样进行激光冲击，利用H-800透射电镜和JSM-5610LV扫描电镜对试样进行微观分析，得出以下结论：高锰钢在激光冲击(LSP)后硬度会显著增加，出现加工硬化现象，冲击中心点硬度由219 HV升高到486 HV，升高了大约122%。在激光冲击过程中，材料经受了较严重的塑性变形，生成大量的位错，进而形成位错塞积以及位错胞状组织等，随变形增加，结构中出现大量孪晶。孪晶和位错共同作用，从而使晶界、相界等界面遭到破坏，晶粒得到细化，形成亚晶。位错、孪晶与细晶强化共同作用，使高锰钢的性能大幅提高。