用尽量少的资源，在不添加或少添加合金元素、特别是节约稀缺合金元素的条件下，生产出高性能的钢材，是钢铁业发展的重要方向。普通碳钢在不添加铌、钒等合金元素的条件下，用现有工艺难以获得强度与韧性综合性能的突破。细晶强化是可以进步钢材强度而不恶化韧性的一种强化方式。东北大学在“形变诱导相变”的理论基础上，通过降低终轧温度，在尽量接近Ar3的温度区内实行大变形量诱导铁素体相变，实现了晶粒细化至5微米的且标，使普碳钢的强度突破400MPa。但是，要进一步全面进步钢材性能，单一的强化手段还是不够的。单纯依靠晶粒细化会给材料带来加工硬化能力下降、屈强比升高等题目，在实际应用中受到限制。近期的工作表明，要采用多种强化手段进行综合强化，才能进一步有效改善钢材的综合性能。第一，应该适当引进微合金化以充分利用合金强化作用;第二，应利用贝氏体相变强化等方式，使材料在获得高强度的同时具有较低的屈强比;第三，应通过控制轧制(TMCP)工艺参数对基体的组织组成、形貌及体积分数进行控制和优化。总之，通过多种强化机制来进行复合强化，是开发综合性能优异的新型钢材的主要方向。

　　除了探索微合金化的优化设计外，对TMCP工艺参数进行调整和优化是一个有效的研发方向。东北大学近日通过对TMCP工艺的优化，成功获得了组织较为均匀且没有明显带状的细晶粒低碳锰钢，不但获得了细晶铁素体，而且还保证了贝氏体的体积分数，使普通低碳锰钢在屈服强度超过了400MPa的同时，还改善了韧性，保证了公道的屈强比。

　　TMCP的工艺参数，包括轧制温度、卷取温度、冷却速度等，对实验钢的相转变温度、组织组成以及形貌都有重要的影响。他们优化TMCP工艺的思路是使实验钢的变形主要集中在奥氏体未再结晶区，为随后的相变做能量上的储备，然后在略低于A3的温度段进行一个道次的较大变形后快速冷却。在该较低温度段内的大变形大大增加了奥氏体向铁素体相变的驱动力，在形变和过冷的双重作用下发生形变诱导铁素体相变，之后通过控制冷却速度和水冷结束温度来控制贝氏体的体积分数。

　　由于贝氏体比相同碳含量的珠光体钢具有更高的强度，用贝氏体代替铁素体-珠光体钢中的珠光体可明显进步钢的强度;而适量的先共析铁素体作为韧性相可进步塑韧性，而且它还在一定程度上减小贝氏体的有效晶粒尺寸，从而改善塑性和韧性。

　　试验表明，实验钢的形变诱导铁素体相变温度应在850~800℃之间。假如把终轧温度从850℃降低到800℃，可使钢的强度增加。终轧温度的下降使实验钢组织的形貌和组成发生明显的变化。奥氏体过冷度增大可以大幅度进步奥氏体向铁素体转变的相变驱动力，在随后的冷却过程中易形成细小等轴的铁素体，同时保证有一定量的贝氏体，不但可以进步钢材的强度水平，也可进一步改善钢材的韧性。