氧化物强韧化高锰钢
我们在河北工业大学材料科学与工程学院对普通高锰钢（ZGMn13）和氧化物强韧化高锰钢（ODS ZGMn13）进行了对比测试。氧化物强韧化高锰钢是在以常规方式生产高锰钢的过程中，加入基于氧化物的铁基复合中间合金，然后浇铸成钢锭制备而成的。
1. 微观组织
图1是两种高锰钢的铸态金相显微组织，它们的共同特点是晶粒尺寸都较大，且由于铸态下钢材的冷却速度较慢，因此A基体上常可观察到一些第二相碳化物颗粒。与普通高锰钢（图1a）相比，氧化物强韧化高锰钢的A晶粒尺寸较小，且第二相颗粒的数量较多（图1b）。
图1 两种铸态高锰钢的金相显微组织
图2是两种高锰钢经过1100 ℃水韧处理后的金相显微组织，尽管它们的A基体上都有少量第二相颗粒，但经过1100 ℃高温加热后，普通高锰钢的A晶粒已变得很大，而且不太均匀（图2a）。而氧化物强韧化高锰钢的A晶粒变得细小均匀，在大多数A晶界上可明显观察到第二相颗粒（图2b箭头所指）。
图2 两种高锰钢水韧处理后的金相显微组织
考虑到高锰钢的铸态组织比较粗大，易存在铸造缺陷，从而影响其力学性能。另外，由于难以进行机械加工，绝大部分的高锰钢都以铸件使用，导致设备的装配精度较差，从而影响其使用寿命。针对这一问题，我们对两种高锰钢进行了热轧，结果表明它们都有较好的变形能力。与铸态（图1）和水韧处理后（图2）的微观组织相比，它们的晶粒尺寸变得明显均匀细小。相对而言，氧化物强韧化高锰钢的晶粒更为细小些（图3b）。另外，经过热轧变形后，氧化物强韧化高锰钢仅在个别位置存在一些尺寸较大的黑色第二相颗粒，而普通高锰钢中的第二相颗粒数量相对多些，且个别呈链状排列。当将它们再次于1100℃进行水韧处理后，尽管它们的A晶粒明显长大（图3c、图3d），但与图2相比，其尺寸仍细小很多。
图3 两种高锰钢热轧和水韧处理后的金相显微组织
2. 力学性能
图4为两种热轧的高锰钢于1100℃水韧处理后，在不同加载速率下的应力应变曲线。虽然曲线的形式相差不大，即发生屈服后，它们所承受的应力随变形量的增加几乎线性增加，但由于氧化物强韧化高锰钢的变形量很大，以至于其所承受的应力增量在＞50%以后有所变缓（图4b）。
图4 两种高锰钢热轧和水韧处理后的应力应变曲线
另外，我们还发现普通高锰钢的应力应变曲线对加载速率很敏感，即随着加载速率的增加，它所能达到的最大应力和变形量都在减小。而氧化物强韧化高锰钢则恰恰相反，其应力应变曲线几乎不随加载速率发生变化，说明它的组织均匀性很好，而且材料所能达到的最大应力及变形量均好于前者。上述结果充分体现了引入超细氧化物颗粒在改善高锰钢力学性能方面起到了重要作用。由这些曲线可知，氧化物强韧化高锰钢具有高的强度（约950MPa）和好的塑性(延伸率约80%) ，这些数据均优于国标规定的高锰钢性能指标。
3. 实际工况下耐磨性测试
我们在鞍钢集团弓长岭矿业公司对氧化物强韧化高锰钢在实际工况下进行了耐磨性测试。
与其原有产品（累计使用寿命为193.7小时）相比，由氧化物强韧化高锰钢制成的圆锥破碎机轧臼壁的累计使用寿命达到282小时，提高了45.6%。
4. 机械加工性能
氧化物强韧化高锰钢具有良好的机械加工性能，可以进行常规切削加工，也可以轧制成厚度为1.25mm，长度＞4m的薄片。
5. 焊接性
氧化物强韧化高锰钢具有良好的焊接性，可以用普通焊条进行焊接。
