碳含量对普碳钢与微合金钢热变形行为的影响机制：争议、进展与展望

魏海莲1， 彭浩东1， 蔡文慧1， 汪豪1， 潘红波2， 王永强1（1.安徽工业大学材料科学与工程学院；2.安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室）

摘要：在钢铁材料的热加工过程中，碳作为关键合金元素，对其热变形行为及组织演变具有重要影响。碳含量不仅能显著调控流变应力水平，还深刻影响动态再结晶（dynamic recrystallization，DRX）与动态回复（dynamic recovery，DRV）等软化过程的动力学行为，进而决定最终材料的微观组织和性能。然而，碳对不同类型钢种（尤其是普碳钢与微合金钢）热变形机制的具体作用规律仍存在诸多争议，亟待系统梳理与深入解析。本文系统综述了碳含量对普碳钢和微合金钢热变形行为影响的研究进展，从宏观力学响应和微观机制2 个层面展开分析。宏观层面，重点探讨了碳对应力-应变曲线特征、热变形激活能及应变速率敏感性的影响规律；微观层面，深入阐述了碳对动态再结晶形核与长大、动态回复过程的调控机制，以及碳通过改变层错能、扩散行为和析出动力学对变形机制的影响。基于现有研究，指出当前该领域研究在碳影响机制的定量描述、多因素耦合效应及宏微观关联等方面仍存在不足。展望未来，应加强碳含量与热变形工艺的协同调控研究，发展多尺度模拟与原位试验相结合的方法，建立“成分-工艺-组织-性能”的定量预测模型，为高性能钢铁材料热加工技术的创新提供理论支撑。

关键词： 碳含量； 普碳钢； 微合金钢； 热变形行为； 动态回复； 动态再结晶； 流变应力； 影响机制； 钢铁材料