厚壁不銹鋼管兼具高強(qiáng)度及高塑性，當(dāng)其強(qiáng)度為600MPa時(shí)，延伸率可達(dá)30%以上，而同為先進(jìn)汽車鋼的雙相鋼達(dá)此強(qiáng)度時(shí)，延伸率僅在20%左右，故在1990年厚壁不銹鋼管曾被看作是新一代最有應(yīng)用前景的汽車結(jié)構(gòu)用鋼。但在文獻(xiàn)中，這種鋼在先進(jìn)汽車中的使用率僅是雙相鋼的1／20。這說(shuō)明該鋼在制造和應(yīng)用方面，可能存在某些問題而影響了其應(yīng)用的推廣，厚壁不銹鋼管廠為了探索這種反�，F(xiàn)象的原因并試圖解決之，在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)輔助下，筆者及合作者進(jìn)行了如下的工作。

    早期的厚壁不銹鋼管的成分一般為：C～0.2%，Mn～1.5%，Si～1.5%。較高的錳含量有利于保持奧氏體不銹鋼管的穩(wěn)定性，而奧氏體的穩(wěn)定性正是保持相變塑性的最重要因素。很高的硅量可有效提高碳在滲碳體中的活度系數(shù)，抑制冷卻過(guò)程及過(guò)時(shí)效中貝氏體轉(zhuǎn)變期間滲碳體的析出、奧氏體中碳含量的降低和隨之而引起的穩(wěn)定性降低。在上述成分條件下，在現(xiàn)代的連續(xù)退火生產(chǎn)線上并不難實(shí)行厚壁不銹鋼管的順行生產(chǎn)，但該厚壁鋼管中大量的硅易與退火爐氣氛中的氧反應(yīng)，生成二氧化硅附著于鋼板表面形成所謂的“紅銹”而使熱鍍鋅難以進(jìn)行，而現(xiàn)代汽車板，往往要求是在鍍鋅后使用。于是，不能熱鍍鋅便是上述厚壁不銹鋼管的重要缺點(diǎn)。另一方面，厚壁鋼管的碳當(dāng)量也較高，焊接性相當(dāng)差，而可焊性是汽車結(jié)構(gòu)件的必要應(yīng)用性能，可能正是由于這兩方面原因，使得厚壁不銹鋼管在當(dāng)今汽車中的應(yīng)用遠(yuǎn)不及強(qiáng)塑性遠(yuǎn)差于它的雙相鋼。

    厚壁管廠為解決可鍍性問題，Meyer等首先研究了以鋁代硅制作厚壁不銹鋼管并成功在阿賽羅集團(tuán)、蒂森集團(tuán)生產(chǎn)。本文作者與文獻(xiàn)的作者之- De Cooman等探討了以鋁代硅的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)機(jī)制。但該鋼中有高達(dá)1%以上的鋁，在薄板坯連鑄時(shí)需高度注意，操作不當(dāng)時(shí)過(guò)高的鋁含量會(huì)生成大量氧化鋁，夾雜于厚壁鋼管中易造成水口堵塞，可另辟途徑設(shè)計(jì)和生產(chǎn)可鍍鋅厚壁不銹鋼管。另外，厚壁管的碳當(dāng)量過(guò)高是造成可焊性差的原因，因此在設(shè)計(jì)新型的厚壁不銹鋼管時(shí)，必須降低錳、硅含量，必要時(shí)，碳量亦需降低。

    在元素周期表中，鋁、硅、磷位于同一周期的3、4、5主族內(nèi)，電子結(jié)構(gòu)相近，性質(zhì)也相近，故除用鋁替代硅外，采用磷亦應(yīng)為合理。第二章第三節(jié)中（合金元素對(duì)厚壁不銹鋼管性能的影響）已作詳盡熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)估算，認(rèn)為在厚壁不銹鋼管中適當(dāng)加磷不但不會(huì)造成回火脆，但卻有穩(wěn)定奧氏體及阻止?jié)B碳體析出之功能，此處不再贅述。

    相比于早期的厚壁不銹鋼管的成分：C～0.2%，Mn～1. 5%，Si～l.5%，先初步設(shè)定所研制厚壁不銹鋼管成分為（見第二章第三節(jié)）：C=0.15%，Mn=l. 6%，Si=0.3%，P=0.07%。

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