尽管结构部件通常需要高强度以减轻重量，但科研人员越来越关注实现额外的功能性能以增加附加值，包括优异的磁性、耐腐蚀和阻尼性能。例如，通常含有17%（重量百分比）锰的Fe-Mn阻尼合金，以下简称17Mn。
正如Baik等人在20世纪90年代总结的那样，其具有许多优点，包括高达700MPa的高极限抗拉强度（UTS）、在大应变幅度下出色的阻尼能力、高效的降噪性能以及成本效益高（仅为有色阻尼合金的四分之一）。
本项研究中，北京科技大学
罗海文教授
团队提出了一种新方法来
解决冷轧Fe-17Mn-Nb合金的力学性能和阻尼性能之间的内在权衡问题，该方法是通过调整再结晶（Rexed）晶粒的比例、尺寸和空间分布来实现的，
后者源于凝固过程中锰的初始微观偏析，因为枝晶间区域中较高的锰含量可以促进更多的NbC颗粒溶解，从而对再结晶产生更强的阻碍作用。
通过形成由残余奥氏体（RA）晶粒和ε-马氏体组成的部分再结晶微观结构，
实现了前所未有的力学性能和阻尼性能组合，包括920MPa的极限抗拉强度和0.082的振动振幅对数衰减（δ，在0.1%应变和1Hz下测量）。
来自高锰含量区域的奥氏体晶粒在700°C退火过程中不能再结晶，并在冷却过程中转变为具有密集位错的粗ε块，有助于强化；而那些来自低锰含量区域的奥氏体晶粒再结晶，然后转变为细ε薄片，有助于提高阻尼能力。
因此，
通过在退火过程中控制再结晶晶粒的比例和尺寸，可以实现不同的UTS-δ协同效应，以满足特定的工程要求。
相关成果以“
Excellent mechanical and damping properties simultaneously achieved in partially recrystallized Fe-Mn-Nb alloy
”为题刊登在
Acta Materialia
（
Volume 280, 1 November 2024, 120336
）上。
图2.
冷轧试样和退火试样的EBSD图像。
图3.
在所有样品中测得的Rexed和组成相分数。
图4.
700–5（a，a1）、700–60（b，b1）、700–60LN（c，c1）和950–20（d，d1）试样微观结构的透射电子显微镜（TEM）图像。
本文研究冷轧含铌17Mn钢退火再结晶动力学对性能影响，结论如下：
1. 锰微观偏析影响从热轧到退火的微观结构演变。
2. 热轧时，枝晶间高锰使NbC溶解，溶质铌原子阻碍再结晶，未再结晶区有粗大ε-马氏体块；低锰区逆变γ晶粒再结晶，部分冷却成ε薄片，其余保留，冷轧时，后者的γ和ε薄片转变成α'-马氏体，前者的ε块仅变形。
3. 最终退火时，α'-马氏体逆变的γ晶粒先再结晶，冷却后或成层状ε-马氏体或保留；粗大ε块逆变的γ晶粒不再结晶，冷却变回块状ε-马氏体。
4. 未再结晶γ中块状ε-马氏体位错多起强化作用，再结晶γ中层状ε-马氏体的可动堆垛层错对阻尼性能有贡献，调整再结晶γ晶粒比例和尺寸可获最佳强化-阻尼协同效应。
5. 长退火时间和高温使低锰区再结晶γ晶粒向高锰未再结晶区生长，冷却后粗再结晶γ晶粒中ε薄片增多、未再结晶区块状ε-马氏体减少，强度降、阻尼性能升，700°C退火60分钟，约77%逆变γ晶粒再结晶，力学和阻尼性能最佳。
6. 阻尼性能取决于层状ε-马氏体中有效堆垛层错，可用XRD测其概率定量表示，与ε薄片比例成正比，950-20试样性能优异。
7. 堆垛层错扩展可穿过NbC纳米颗粒，后者非ε-马氏体成核位点和ε薄片扩展阻碍。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2024.120336
