專利名稱：具有良好塑性的高強度冷軋相變塑性鋼板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強度冷軋相變塑性鋼及其制 備方法。
背景技術(shù)：
由于能源和環(huán)境問題引起了汽車業(yè)減輕車重的變革，人們開始用高強度鋼(HSS) 來替代軟鋼，這種替代可有效降低車重和油耗，而不降低安全可靠性。在這些高強鋼中，以 相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP鋼)以其獨特的強韌化機制得到了各大鋼鐵企業(yè)、汽車公司的廣泛 關(guān)注。冷軋TRIP鋼的制備原理是通過合金成分設(shè)計和工藝控制，制備出含有鐵素體、貝氏 體和殘余奧氏體組織的復(fù)相鋼，通過殘余奧氏體在變形過程中發(fā)生相變來提高鋼的強度和 韌性。傳統(tǒng)的低碳TRIP鋼成分中都含有較高的硅或鋁含量，為了使鋼的強塑積值大于 20000MPa%，TRIP鋼中一般要含有大于(重量百分比)的硅含量。這些硅的存在，一 方面改變了碳在奧氏體中的活度，導(dǎo)致低碳鋼在室溫可以獲得一定量的較穩(wěn)定的殘余奧氏 體，這些殘余奧氏體在應(yīng)變過程中發(fā)生馬氏體相變，導(dǎo)致鋼具有高的強度和塑性；另一方 面，硅固溶于鐵素體中，使鋼的強度進一步提高。但是，較高的硅含量，造成鋼板表面質(zhì)量下 降，使鋼板熱軋性能及表面涂覆性能大大下降。單純地降低硅含量，低碳低硅TRIP鋼無法獲得高的強度和塑性，通過添加一些替 代元素，如鋁、磷等元素，可以提高低碳低硅TRIP鋼的強塑積。但是，含鋁低碳低硅TRIP 鋼的強度較低，含磷TRIP鋼的其他性能較差，它們都較難達到傳統(tǒng)TRIP鋼的性能。在臨界 退火時，含Al的TRIP鋼中的奧氏體含量低，等溫時貝氏體含量少且相變進程慢，同時Al增 加層錯能，抑制馬氏體Y-ε相變。現(xiàn)有技術(shù)中有關(guān)冷軋TRIP鋼的制備方法，如申請?zhí)枮?1124921. 8，名為“加工性 及鍍層密合性優(yōu)良的高強度鋼板及其制造方法”的中國專利和申請?zhí)枮?00480002242. 9， 名為“高強度熱浸鍍鋅鋼板及其制備方法”的中國專利，分別通過添加適量的Al和N來控 制鐵氮化物的形成，獲得了良好的表面涂覆性。但是，Al和N含量的提高會惡化鑄坯的表
面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述各種缺陷，在低硅無鋁成分的基礎(chǔ) 上通過復(fù)合添加釩、鈦和鈮，結(jié)合相應(yīng)的熱處理工藝，提供一種具有更高強度和優(yōu)良的塑 性，同時還具有良好的焊接性、熱浸鍍性和表面質(zhì)量的相變塑性鋼及其制備方法，該鋼種的 強度等級在900MPa 1580MPa之間。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的該具有良好塑性的高強度冷軋相變塑性鋼板的化學(xué)組成以 重量百分比計為:C 0. 05% 0. 3%, Si 0. 0. 6%, Mn 0. 5%~ 2. 0%, P 0. 02% 0. 1%、RE :0· 06% 0. 2%、N :0· 01% 0. 03%，還含有 V :0· 01 % 0. 5%，Ti 0. 01% 0.5%, Nb 0. 01% 0. 5%中的兩種或兩種以上，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明冷軋相變塑性鋼由鐵素體、殘余奧氏體和貝氏體組成，其中，鐵素體含量為 40 % 80 %，殘余奧氏體為5 % 20 %，其余為貝氏體，以上均為體積百分比。本發(fā)明在低硅無鋁成分的基礎(chǔ)上通過復(fù)合添加鈮、釩和鈦，利用添加元素的有益 的作用，并采用相應(yīng)的熱處理技術(shù)，便可獲得抗拉強度在900MPa 1480MPa之間的低碳低 硅TRIP鋼。其中，加入的釩，一部分固溶在奧氏體中，有助于增加殘余奧氏體量，另一部分 以碳化物的形式存在于鐵素體中，提高鋼的強度；加入的鈮，一部分固溶于鐵素體中，提高 鋼的強度，另一部分以碳氮化物的形式析出，提高鋼的強度；加入的鈦，主要以碳氮化鈦的 形式存在，起到細(xì)化晶粒的作用，從而提高鋼的強度，同時改善鋼的焊接性能。本發(fā)明具有良好塑性的高強度冷軋相變塑性鋼板的制備方法包括以下工藝步驟 (1)冶煉、鑄坯；(2)軋制熱軋加熱溫度1100 1250°C，保溫時間為2 4h，開軋溫度為 1100°C，終軋溫度760 900°C，卷取溫度560 700°C ；熱軋板厚度為2 4mm ；冷軋累積 壓下量40% 80%; (3)熱處理710 850°C等溫保持0. 5 6分鐘后以10 50°C /s速 率快速冷卻至330 500°C并等溫0. 5 20分鐘，再以5 20°C /s速率空冷或油冷至室 溫，即得到具有良好塑性的高強度冷軋相變塑性鋼板。本發(fā)明高強度冷軋相變塑性鋼板制備方法所述的鑄坯厚度> 135mm，所述冷軋后 的成品厚度0. 5 2. 0mm。本發(fā)明的有益效果由于采用特殊的成分設(shè)計和熱處理工藝，本發(fā)明使不含Al的 低碳低硅(彡0. 6% )TRIP鋼具有更高的強度和良好的塑性(抗拉強度在900 1480MPa 之間，拉斷延伸率達到15%以上)。同時，本發(fā)明還具有良好的焊接性、熱浸鍍性和表面質(zhì) 量。因為控制C和Si的含量以及Nb、Ti、V等元素的添加，可以提高鋼板的焊接性能。由于 采取低Si設(shè)計，解決了 Si的氧化導(dǎo)致的鋼板表面浸鍍性差的缺點。由于采用無Al設(shè)計， 提高了連鑄坯的表面質(zhì)量，同時也降低了連鑄水口堵塞等缺點。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
具體實施例方式本發(fā)明實施例所用具有良好塑性的高強度冷軋相變塑性鋼板的制備工藝包括 轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、135mm或以上厚度的板坯連鑄、1000 1250°C熱軋、其終軋溫度為 760 900 V，卷取溫度為560 700°C，再以40 % 80 %的累積壓下量進行冷軋，制成厚度 為0. 5 2. Omm的鋼板。再進行熱處理將冷軋后鋼板在710 850°C等溫1 6分鐘，隨 后以10 50°C /s速率快速冷卻至330 500°C并等溫5 20分鐘，最后以5 20°C /s 速率空冷卻至室溫，即可得到具有良好塑性的高強度冷軋相變塑性鋼板。本發(fā)明實施例的 鋼種成分見表1，退火制度見表2，機械性能和涂覆性能見表3。本發(fā)明實施例成品鋼板的焊 接及熱浸鍍性能都滿足相應(yīng)鋼級的力學(xué)性能，其加工性和鍍層密合性優(yōu)良，熱浸鍍樣品表 面質(zhì)量達到FB級別，鍍層附著性能試驗的彎心直徑為a，可鍍性評價見表3。表1本發(fā)明實施例鋼的成分(重量％ )鋼號化學(xué)成分(Wt %)CSiMnPRENbVTi10.210.321.20.030.060.0370.08220.240.331.20.030.060.0410.08130.240.581.20.030.060.0340.07840.240.481.60.030.060.0370.07250.240.571.20.070.060.0380.06860.240.551.60.070.060.0240.07870.240.481.20.030.060.0340.0280.240.471.60.030.060.0440.0290.240.421.20.030.060.0760.02100.240.241.60.030.060.0770.02110.240.251.20.030.060.0410.0820.02120.160.531.60.070.060.0340.08130.160.581.20.030.060.0680.02140.120.451.60.070.060.0340.068150.120.421.20.030.060.0780.02表2本發(fā)明實施例鋼板熱處理工藝
工藝號加熱溫度 ( C)緩冷速率(Γ /S)快冷溫度 (°C)快冷速率 (。C/S)過時效溫度 (。C)過時效時間 (S)176010660303503002800106603035030038401066030350300476010660304003005800106603040030068401066030400300776010660304503008800106603045030098401066030450300107601066030500300118001066030500300128401066030500300表3本發(fā)明實施例鋼板熱處理后機械性能及表面涂鋅性能評價 注〇表示沒有未鍍覆部分。
權(quán)利要求
一種具有良好塑性的高強度冷軋相變塑性鋼板，其特征在于該鋼板的化學(xué)組成以重量百分比計為C0.05％～0.3％、Si0.1％～0.6％、Mn0.5％～2.0％、P0.04％～0.1％、RE0.06％～0.2％、N0.01％～0.03％，還含有V0.01％～0.5％，Ti0.01％～0.5％，Nb0.01％～0.5％中的兩種或兩種以上，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度冷軋相變塑性鋼板，其特征在于該鋼由鐵素體、殘余 奧氏體和貝氏體組成，其中，鐵素體含量為40% 80%，殘余奧氏體為5% 20%，其余為 貝氏體，以上均為體積百分比。
3.—種權(quán)利要求1或2所述高強度冷軋相變塑性鋼板的制備方法，其特征在于包括以 下工藝步驟(1)冶煉、鑄坯；(2)軋制熱軋加熱溫度:1100 1250°C，保溫時間為2 4h， 開軋溫度為1100°C，終軋溫度760 900°C，卷取溫度560 700°C ；熱軋板厚度為2 4mm ； 冷軋累積壓下量40% 80% ； (3)熱處理710 850°C等溫保持0. 5 6分鐘后以10 50°C /s速率快速冷卻至330 500°C并等溫3 20分鐘，再以> 20°C /s速率冷卻至室溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強度冷軋相變塑性鋼板的制備方法，其特征在于所述鑄坯 厚度≥135_，所述冷軋后成品厚度0. 5 2. 0_。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有良好塑性的高強度冷軋相變塑性鋼板及其制備方法，其化學(xué)組成為C0.05％～0.3％、Si0.1％～0.6％、Mn0.5％～2.0％、P0.04％～0.1％、RE0.06％～0.2％、N0.01％～0.03％，還含有V0.01％～0.5％，Ti0.01％～0.5％，Nb0.01％～0.5％中的兩種或兩種以上，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。其制備方法(1)冶煉、鑄坯；(2)軋制加熱溫度1100～1250℃，保溫2～4h，開軋溫度1100℃，終軋溫度760～900℃，卷取溫度560～700℃；冷軋累積壓下量40％～80％；(3)熱處理710～850℃等溫0.5～6分鐘后以10～50℃/s速率快速冷卻至330～500℃并等溫0.5～20分鐘再以5～20℃/s速率冷至室溫。本發(fā)明鋼板還具有良好的焊接性、熱浸鍍性和表面質(zhì)量。
文檔編號B21B37/74GK101928879SQ20091001222
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者劉仁東, 史乃安, 唐復(fù)平, 林利, 王義棟, 王旭, 王科強, 王越, 郭金宇, 高毅, 黃大鵬 申請人:鞍鋼股份有限公司