引言
錨杆是錨固在巖體內，維持圍巖巖體穩定的桿狀結構物。與其他支護相比，其屬於一種主動形式[1]，具有工藝簡單、支護效果好、材料消耗和支護成本低、運輸和施工方便等優點。煤巷錨杆的性能要求是杆體材料要有高的強度和高的承載能力，以控制巷道圍巖巖體的變形，同時還要求有一定的塑性，以允許巷道圍巖有一個卸壓和應力重新分佈的過程，即適應圍巖的變形。控制圍巖變形與適應圍巖變形是相輔相成缺一不可的。特別是在鬆軟、破碎、膨脹性圍巖和採動影響條件下，巷道圍巖的強度低，變形量大，此時錨杆杆體的塑性顯得尤爲重要。隨着煤炭資源的不斷開採，礦井的開採深度不斷增加。可以預計，高強度高塑性錨杆的需求將越來越大。
因此，我們希望能夠在保持σb≥800Mpa 的前提下，使煤巷錨杆具有更高的塑性（δ5≥25%）。通常，高強度鋼的強度和塑性往往是矛盾的。提高強度時，塑性下降；塑性好的鋼，強度則不高。從目前的研究和發展來看，相變誘發塑性（Transformation InducedPlasticity），簡稱TRIP[2-5]，是一種能夠同時提高鋼的強度和塑性的有效強韌化方法。
1 試驗方法
爲獲得價格低廉的錨杆用鋼，進過分析，我們以工業廢鋼爲原料，再添加適量的Si、Mn 合金元素，從而獲得我們所需的TRIP 鋼成分。試驗用鋼的化學成分見。試驗用鋼採用100kg 中頻爐熔鍊，澆鑄成φ50mm×300mm 的鋼錠，鑄錠後解鍛成φ18mm棒料，最終經退火後加工成φ10×50mm 標準短試樣。試驗中使用CSS-44300 型電子萬能試驗機進行拉伸試驗；用OLYMPUS 金相顯微鏡觀察分析試驗用鋼的組織；用D/Max-3B 型X 射線衍射儀對殘餘奧氏體的含量進行測量。熱處理工藝試驗在4kW 箱式爐和自制鹼浴爐中進行。熱處理工藝爲：試樣在810℃加熱保溫50min，340℃、380℃、420℃、460℃等溫一定的時間。
2 試驗結果及討論
2.1 不同等溫溫度對 Si-Mn 系TRIP 鋼拉伸性能的影響
試驗在 810℃加熱，340℃、380℃、420℃、460℃等溫1h，其力學性能試驗結果見。
從可以看出，不同溫度等溫1h，各試樣的延伸率均達到20%以上，其中在340℃等溫時，延伸率最高，達到26%，但它的抗拉強度最低，低於800MPa；而在380℃等溫時，它的延伸率達到了25%，抗拉強度達到了最高的850Mpa，同時綜合性能σb×δ5 在該條件下也達到了最高，爲21250MPa%；在460℃等溫時，抗拉強度、延伸率及其綜合性能都是最低的。在380℃等溫的微觀組織圖。
由可以看出，在810℃加熱保溫50min， 380℃等溫1h 後，得到的最終的鐵素體+貝氏體+殘餘奧氏體的三相組織。試樣在拉伸時，發生TRIP 效應，使得試樣能夠在保證強度的同時提高了塑性，使得該試樣的強度和延伸率達到了良好的匹配。
2.2 不同等溫時間對 Si-Mn 系TRIP 鋼拉伸性能的影響
從 2.1 可以看出，在380℃等溫時，所設計的TRIP 鋼具有最佳的σb×δ5 綜合性能，故研究了此溫度等溫時，等溫時間對其強塑性配合的影響。試驗在810℃加熱，380℃等溫10min、20min、40min、60min、90min、120min，其力學性能試驗結果。
從可以看出，隨着等溫時間的增加，抗拉強度逐漸提高，在等溫40min 和60min時，基本不變，隨後繼續升高；延伸率在等溫20min 時達到峯值，然後又隨等溫時間的增加而逐漸降低。在等溫20min～60min 時，抗拉強度保持在840MPa～850MPa 之間，在保溫120min 時，抗拉強度達到最高的`900MPa，而延伸率變爲最低的20%；在等溫20min 時，抗拉強度爲844MPa，但延伸率最好，達到最高的31%。從綜合性能來看，保溫20min 時達到頂峯，爲26164MPa%，在60min 和90min 時，基本保持不變。總體看來，σb×δ5 隨等溫時間增加先提高然後逐漸降低。等溫20min 的微觀組織圖。