Fe-28Mn-7Al-0.7C轻质钢

−196°C冲击功228 J

母材在−196°C冲击功高达228 J，展示该奥氏体轻质钢优异的低温韧性，但其焊接热影响区因晶粒粗化和κ碳化物析出导致韧性骤降至20 J。

Lei, Yang · 郑韶先 · An, Tongbang · Zhilong, Cao · Zuo, Yue · Ma, Chengyong

Materials Characterization 2026

参数信息

冲击吸收能量（母材）

228 J

冲击吸收能量（粗晶热影响区）

20 J

冲击吸收能量（细晶热影响区）

34 J

粗晶区平均晶粒尺寸

35.28 μm

技术优势

母材韧性优异

母材在-196°C下冲击吸收能量为228 J，表明该轻质钢具有出色的低温韧性。

热影响区韧性显著下降

粗晶热影响区冲击吸收能量降至20 J，细晶区为34 J，较母材大幅降低，揭示了焊接热循环对韧性的严重损害。

晶粒粗化是主因

粗晶区平均晶粒尺寸达35.28 μm，异常晶粒长大降低了裂纹扩展抗力。

晶界κ碳化物削弱结合力

晶界κ碳化物析出降低了晶界结合强度，促进沿晶开裂。

应用场景

• 低温容器用钢：母材冲击功228 J满足低温容器韧性要求，但焊接接头需经严格工艺控制避免热影响区脆化。
• 船舶与海洋工程：该轻质钢可替代传统低温钢用于极地船舶结构，但需重点评估焊接热影响区性能。
• 轻量化结构设计：通过高Mn高Al成分设计实现轻量化，同时保持奥氏体组织，为低温轻质结构提供候选材料。
• 焊接结构安全评估：研究阐明了热影响区韧性劣化机制，为焊接结构低温安全评估提供失效判据。