北京时间2019年7月15日，2019温网进入最后一个比赛日的角逐。万众瞩目的温网男单决赛正式打响，由8届赛会冠军费德勒迎战卫冕冠军德约科维奇。最终，德约科维奇以7-6（5）、1-6、7-6（4）、4-6、13-12（3）击败费德勒，夺得自己的第16座大满贯冠军！

“我只想试着去忘掉它。”这是费德勒赛后的第一句话。在这场史诗般的温网男单决赛中，费德勒浪费两个冠军点后输给了德约科维奇。在错失第9个温网冠军的同时，费德勒也无缘个人第21个大满贯。尽管半决赛暂时阻击了纳达尔的追赶，但费德勒依旧未能挡住德约科维奇。过去5个大满贯，德约科维奇拿走了4个，大满贯数急速迫近纳达尔和费德勒。

费德勒，纳达尔，德约科维奇，这些男子网坛的一代传奇，至今依然熠熠生辉。神一样的对手，造就了彼此的神奇。

有媒体赛后问费德勒决赛如此拼命，是不是担心被追上，瑞士人给出了否定的答案，“当我大满贯总数还排在后面时，这是挺重要的。但在我打破纪录以后，继续前进的动力就来自别的很多方面了。”费德勒说他不是那种为了纪录而活的球员，尽管他确实改写了一大堆纪录，“我是为了参加这样的温网决赛，为了在这么棒的观众注视下打球，为了和小德这样的球员较量，这才是我打球的目标。”

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据鞍钢日报消息，2019年7月4日，从鞍钢股份成功下线的行业首卷轻质双相钢DP980-LITE在鞍钢集团钢铁研究院实验室进行性能测试，经检验各项指标均达到设计要求。其中，伸长率明显优于传统的980MPa级双相钢，同时密度减轻5%。其轻质双相钢DP980-LITE为全球首发。

据报道，作为国内重要的汽车钢生产研发基地，鞍钢将轻质双相钢的研发列为鞍钢集团重大课题，成立了产销研协同作战的项目组，并与东北大学、通用汽车研究院开展合作，共同推进轻质双相钢的研制开发和市场推广。

历时3年多的技术攻关，项目组通过在先进高强钢的基础上添加轻质合金元素，破解了由于轻质合金元素的加入带来的冶炼、连铸、轧制、退火等多道工序的技术难题，特别是攻克了采用连铸工艺成批次生产合格铸坯的世界性生产难题，实现了轻质双相钢工业化生产。

下一步，鞍钢将与用户一起，开展轻质双相钢的应用性能评价和目标零件的试制实验，形成轻质双相钢的技术解决方案，推动汽车车身轻量化的发展。

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什么是轻质钢？在回答这个问题前，我们需要简单了解一下这些年来汽车轻量化的研发情况。

据介绍，提高汽车用钢的比强度（强度与密度之比）可以实现汽车轻量化。

目前主要途径是使用高强钢和先进高强钢，先进高强钢从第一代发展至第三代，在提高强度的同时，使材料具有良好的强度和延展性匹配以及合理的成本。

提高钢板比强度的另一途径是在维持良好力学性能的基础上，降低钢板材料的密度。轻质钢(又称低密度钢)的开发正是基于后一观念。

轻质钢研究始于耐蚀性需求。

1958年，Ham和Cairns首先开发出成本低廉的Fe-34Mn-10Al-0.76C 奥氏体钢拟取代Cr-Ni不锈钢用于次腐蚀性环境中( 文中合金元素含量无特殊说明均以质量分数计量)，随后研发人员积极探索用Al和Mn分别替代Cr和Ni来提高碳钢的耐蚀性和高温抗氧化性。

1984年，Charles等发现Fe-30Mn-5Al-xC( 0.05≤x≤0.09)奥氏体合金钢在-196~25℃范围内表现出良好的强度和塑性。

21世纪初，德国马普所Frommeyer等详细研究了Fe-Al、Fe-Mn-Al-Si 及Fe-Mn-Al-C合金钢的微观组织和力学性能，指出上述钢种具有的低密度和良好强度及塑性特征使其潜在成为新型轻量化材料。

Frommeyer等的工作开启了研究人员对汽车用富含Al轻质钢的广泛研究，Kim等曾对轻质钢做过详细综述。

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按合金成分和室温下基体的主要组成相，可将轻质钢大致分为以下四类：

1、单一铁素体轻质钢

此类钢种为Fe-Al固溶体合金，其主要成分为Fe-(2~9)Al，组织为单相铁素体。通常地，该钢种可添加适量Mn元素，并且用微量Ti和Nb等强碳、氮化物形成元素来固定钢中间隙原子以形成无间隙原子钢。

鉴于微量C元素可诱发晶界处形成κ(kappa)碳化物而显著削弱Fe-Al合金的成形性能，目前，对此类钢种的研究多集中于富铝无间隙原子钢（简称Al-IF钢）。

2、铁素体轻质钢( δ-TRIP钢)

此类钢种的大致成分为Fe-(2~7)Al-(0~9)Mn-(0~0.4)C，其热轧组织多为(δ+α)铁素体和碳化物的混合物。

δ铁素体在热加工和热处理过程中始终存在。冷轧铁素体钢经TRIP或Q&P工艺热处理后，可获得适量残余奥氏体，这些残余奥氏体在形变时被诱发马氏体相变，从而显著提高钢板的强塑积。通常所说的铁素体轻质钢多数为δ-TRIP钢。

3、铁素体-奥氏体双相轻质钢

此类钢种的大致成分为Fe-(3~13)Al-(5~30)Mn-(0.2~1.0)C，其主要组织构成为铁素体和奥氏体两相，且奥氏体在加工和后续形变过程中保持组织稳定性。此次鞍钢首发的双相轻质钢，应属于这个类别。

4、奥氏体轻质钢

此类钢种的大致成分为Fe-(7~12)Al-(20~30)Mn-(0.5~1.5)C，其主要组织为奥氏体，还可能含有少量铁素体和κ碳化物。同样地，奥氏体在加工和后续形变过程中保持组织稳定性。

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Al对Fe-Mn-Al-C轻质钢组织及性能的影响

Al是铁素体化元素，增加Al含量提高了铁素体的稳定性并且抑制了奥氏体单相区的形成，从而能提高奥氏体层错能、抑制γ→ε的转变。

在钢中加入Al元素，不仅可满足轻量化的要求，还可增大钢的晶格常数、降低密度、细化晶粒、提高合金钢的强度。

研究发现：在保持Fe-Mn-Al-C钢高韧性的前提下添加10%Al 的密度与纯铁相比下降14.2%。也有数据显示，钢中每增加1%的Al，其密度便会降低1.3%。

通过改变Al含量，对Fe-26Mn-Al-C系高锰钢进行了研究，结果表明，当Al含量为3%时，轻质钢的层错能为37.7 mJ/m2；而当Al含量升高至12%时，其层错能提高到了96mJ/m2。

也有学者认为，Al 的加入在增加了强度的同时也降低了钢的延展性。通过室温拉伸、XRD 研究了Al 元素对高锰轻质钢显微组织及力学性能的影响。结果表明：Al含量的增加会使奥氏体晶粒尺寸减小、铁素体逐渐出现并增加， 从而影响力学性能，屈服强度和抗拉强度升高，而断后伸长率和应变硬化能力降低。

Al对奥氏体基轻质钢组织及性能的影响

奥氏体基轻质钢是由奥氏体作为基体相与5%～15%的铁素体和小于10％的纳米尺寸κ碳化物组成。

研究表明：一定含量的奥氏体能够保障钢的力学性能，有研究认为，拉伸变形过程中钢中奥氏体转变量越多，其力学性能越好。奥氏体基轻质钢塑性好、屈服强度低并且易于加工和塑性变形。

杨富强等研究发现，Fe-27Mn-11.5Al-0.95C奥氏体基轻质钢具有良好的强韧性和塑性，强塑积最高可达41.41GPa·%。Yoo等研发的Fe-Mn-Al-C轻质钢进一步提高了合金性能，强塑积约为60000MPa·%，他们认为这是由于奥氏体基轻质钢中随着Al元素的不断增加，改变了变形机制，形成了新型碳化物导致的结果。

Al对铁素体基轻质钢组织及性能的影响

铁素体基轻质钢中Al的含量一般为5%到8%，Mn元素含量控制在5%左右。

韩国学者对于铁素体基钢研究较早，Lee通过研究认为铁素体基轻质钢的相组成主要是铁素体基体上分布着奥氏体和κ碳化物。这种钢的特点是密度低、力学性能良好，铁素体的存在有利于提高钢的拉伸强度和加工硬化率。

董超做了关于不同热处理条件下Fe-3.5Mn-8Al-0.25C铁素体基轻质钢力学性能的研究。结果显示此类钢种冷轧后具有较高的抗拉强度和屈服强度，但断后伸长率较低，经退火处理后均得到改善。

不仅如此，Park等对Fe-4.1Mn-5.0Al-1.0Si-0.3C铁素体基轻质钢进行两相区处理后发现其塑性提高了近20%。与奥氏体钢和双相钢相比，铁素体钢拥有较低的强度和较低的总伸长率。

Al对双相轻质钢组织及性能的影响

双相钢具有密度低、强度高等特点，并且减重效果明显。

Fe-Mn-Al-C 双相轻质钢是高锰钢通过控制Al元素的加入量进而控制铁素体含量，获得具有轻度和韧性良好配合的新型钢种。

Hwang 等对密度约为6.88 g/cm3 的双相Fe-20Mn-9Al-0.6C 钢进行研究，冷轧后的实验钢在800～1100℃内进行退火处理，得到的钢抗拉强度大于800MPa，断后伸长率大于45%。

Seo对经过热轧、酸洗、冷轧、退火处理以及奥氏体等温淬火处理后的Fe-3.5Mn-5.9Al-0.4C钢进行研究，其组织包括奥氏体（约占30%）和铁素体基体，得到的力学性能好于单相奥氏体合金，其屈服强度为667MPa，抗拉强度为906MPa，总伸长率为32%，与纯铁相比，密度降低约9%。

赵超等对Fe-10.4Mn-9.7Al-0.7C 系双相钢进行了研究，测得其密度约为6.8 g/cm3， 与传统钢相比低13%，他们认为该钢在900℃热处理后力学性能达到最优，强度和塑性得到良好的组合，抗拉强度为855MPa、强塑积为31GPa·%。

Al元素的含量以及合金制备温度决定了双相Fe-Mn-Al-C 钢中铁素体的存在。Ishida认为当Al含量达到9.5%或制备温度超过高温铁素体形成温度时会得到高温铁素体组织（δ-铁素体），破碎分布的δ- 铁素体有利于改善钢的力学性能。

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Mn对Fe-Mn-Al-C轻质钢组织及性能的影响

Mn是奥氏体化元素，添加Mn元素不仅能提高奥氏体含量、扩大奥氏体相区范围，还可使奥氏体能在较低温度下形成，加快奥氏体晶粒的生长速率，从而使δ-铁素体破碎分布，达到提高塑性的目的。

然而Mn元素的加入虽能改善Fe-Mn-Al-C 轻质钢的力学性能，但Mn含量不宜过高，研究表明：Mn含量应不超过30%，以免形成β-Mn，从而破坏性能。

Chih通过金相检测等手段研究了Mn含量对Fe-10Al-xMn-1C合金组织及性能的影响。研究发现，Mn 含量的增加会导致合金中铁素体含量的减少，从而使抗拉强度和断后伸长率有所提升。

李俊阳等分析了Mn含量对Fe-10/15Mn-10Al-0.8C钢组织及力学性能的影响。他们发现增加Mn含量会使δ-铁素体更易破碎、抑制κ碳化物形成，从而提高钢的塑性；而当钢中的Al、C含量一定时，随着Mn含量的增加，其显微组织会完成珠光体→马氏体→奥氏体的转变。

由于Mn可提高晶粒的结合力、增加层错能，所以高锰钢具有良好的冲击韧性和强度，可以防止马氏体相变和机械孪生。

Kim等研究了Mn含量分别为20%和28%的Fe-Al-Mn-C 轻质钢在相同强度水平下的力学性能，他们认为在拉伸强度约为850MPa时，后者相比前者的伸长率增大40%。但当拉伸强度再增加50MPa时，不同Mn含量的两种合金总伸长率几乎相同。

Mn对合金密度影响较小。Frommeyer研究了密度降低与Al和Mn的关系。他们认为与Al相比，Mn的添加对密度的影响非常小。

表1 不同Mn含量下高锰Fe-Mn-Al-C 系钢的力学性能

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C对Fe-Mn-Al-C 轻质钢组织及性能的影响

在Fe-Mn-Al-C 轻质钢中C元素不仅可促进奥氏体形成还可通过固溶处理稳定奥氏体相区保证其力学性能，C含量的增加有利于提高钢的塑性、韧性及屈服强度。

Kalashnikov通过研究C对Fe-Mn-Al-C系轻质钢的力学性能影响发现，在一定范围内，C含量每增加0.1%，钢的屈服强度便提高30～40MPa。

目前，C含量在轻质钢中占比一般不超过1.25%。当C含量增加过多时，钢中碳化物会随之增多，而其与奥氏体固溶时会使钢的内部产生空洞，影响钢的性能。

刘华多通过金相显微镜观察发现：高碳轻质钢的奥氏体晶界处分布着较多的残碳，他认为这是导致钢韧性下降的根本原因；而C含量过低会产生大量的DO3结构，导致Fe-Mn-Al-C轻质钢塑性变差。

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Si对Fe-Mn-Al-C 轻质钢组织和性能的影响

Si是铁素体形成元素，在形成铁素体组织的同时还可抑制碳化物的生成，添加Si元素可增强Fe-Mn-Al-C钢的耐腐蚀性，降低层错能，在变形或冷却过程中有利于γ→ε的转变。

加入适量硅有利于改善Fe-Mn-Al-C 轻质钢的力学性能，在高锰钢中Si可作为一种脱氧剂，固溶于奥氏体当中，可通过固溶强化提高钢的屈服强度和应变硬化率。

余鹏飞等对Fe-15Mn-0.8C-Al-Si热轧轻质高强钢的组织与性能进行了研究，结果表明：Si的增加能有效提高试验钢的抗拉强度。

但当钢中的硅含量超过0.6%时，将会影响钢的性能，如产生粗大晶粒；降低钢板的润湿性，涂镀能力变差等。

N对Fe-Mn-Al-C 轻质钢组织和性能的影响

在炼钢过程中，一般不主动加入N元素，但空气中的氮容易和钢中的铝反应生成AlN夹杂物，从而降低钢的性能。在节镍型不锈钢中，N作为奥氏体形成元素，常作为间隙原子扩大晶格的畸变能，增大奥氏体相区，并提高其稳定性。

Cheng等对Fe-30Mn- 8.7Al-1.0C 钢的表面进行渗氮处理，发现在钢的表面上形成一层AlN硬质层，具有较高的耐磨性，因此认为，在Fe-Mn-Al-C轻质钢中加入适量N元素有利于提高硬度。

Nb对Fe-Mn-Al-C 轻质钢组织和性能的影响

Nb的作用是细化固溶态组织晶粒，在提高材料强度的同时，改善韧性，并产生一定程度的NbC 析出强化效果，以及通过控制奥氏体铁素体相变的实际进行程度和进行方式提高钢的强度。Fe-Mn-Al-C轻质钢的研究重点是获得高强韧的汽车用钢板，细化晶粒能够有效提高钢板的塑性。

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双相轻质钢钢更加符合现代社会对于汽车轻量化的要求，作为铁素体+奥氏体双相合金，它在满足降低密度的同时，也获得了良好的力学性能。

然而，对双相轻质钢的研究仍存在不足。

例如，κ碳化物的形成机理尚不明确，它是影响轻质钢塑性的一个重要因素，而添加Al元素在降低密度的同时也会形成κ碳化物。因此在避免不可控制的κ碳化物形成的情况下，Al含量的进一步增加，可使密度降低，这也许将是未来轻质钢的发展方向。

很多学者认为轻质钢中Mn含量一般不超过30%、C含量不超过1.2%，所以在确定Al含量的情况下，通过改变Mn、C的比例来提高力学性能也值得研究。降低密度、提高性能是研究轻质钢的重中之重。

因此，攻克这两大发展方向必将使轻质钢获得更为广泛的应用。

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据业内人士介绍，宝钢在轻质（低密度）钢的开发也是比较早的，早在几年前，宝钢股份就已经完成了轻质钢的试制，并发布了一批论文，申请了专利。

只是由于种种原因，例如制造成本，表面质量，应用场景等，轻质钢的工作未能更进一步。

鞍钢此次首发成功，令人欣喜。但是，正如其报道所言，“鞍钢将与用户一起，开展轻质双相钢的应用性能评价和目标零件的试制实验，形成轻质双相钢的技术解决方案，推动汽车车身轻量化的发展。”因此，要实现真正的批量供货，要走的路还很长。

另外，其牌号称之为DP980-Lite，似乎不妥，易与现有公认的双相钢（铁素体+马氏体）混淆，建议牌号名称可以再斟酌，以体现双相轻质钢的特点为好。

正像华为公司创始人任正非接受了法国《观点》周刊的专访时所说的那样，“幸亏世界上还有爱立信、诺基亚能担负起人类5G时代，我们是高兴的。排斥我们的国家也不会没有5G使用，所以就像我赞赏苹果一样，我也要赞赏爱立信、诺基亚。严格来说，爱立信、诺基亚是我们的老师，交换机是一百多年前爱立信发明的，诺基亚原来是做橡胶木材的公司，上世纪是全世界手机做的最好的公司，都是我们的老师，我们要尊敬老师。”

在先进钢铁材料的研究开发领域，有鞍钢等同行与宝钢一起前行，对宝钢而言也是一种幸运。