專利名稱：：高強(qiáng)度高塑性的超低碳孿晶誘發(fā)塑性鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度高塑性的超低碳孿晶誘發(fā)塑性鋼，屬特種鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
。技術(shù)背景由于能源和環(huán)境問題而引起了汽車業(yè)減輕車重的變革，人們開始用高強(qiáng)度鋼(HSS，HighStrengthSteel)來替代軟鋼，這種替代可有效降低車重和油耗，并不降低安全可靠性。隨著鋼板強(qiáng)度的提高，鋼板沖壓成形加工過程中的回彈和彎曲開裂現(xiàn)象增多，降低了加工成形性。研制和開發(fā)高強(qiáng)、高塑性鋼以滿足汽車的輕量化和沖壓成形性是汽車工業(yè)近年研究的重點(diǎn)。孿晶誘發(fā)塑性(TWIP:TwinningInducedPlasticity)鋼由于其獨(dú)特的強(qiáng)韌化機(jī)制，即通過形變過程中產(chǎn)生的形變孿晶來誘發(fā)塑性，同時(shí)形變產(chǎn)物又增強(qiáng)了材料強(qiáng)度，可使材料同時(shí)具有高的強(qiáng)韌性，其強(qiáng)塑積值是TRIP鋼的兩倍，被共認(rèn)為新一代汽車用高強(qiáng)度鋼。TWIP鋼成分設(shè)計(jì)要求是，使其在形變過程中產(chǎn)生孿晶，抑制馬氏體相變，從而產(chǎn)生TWIP效應(yīng)。層錯(cuò)能是TWIP鋼產(chǎn)生TWIP效應(yīng)的主要因素，成分設(shè)計(jì)的原理是基于層錯(cuò)能，層錯(cuò)能小于20mJ/n^時(shí)，在應(yīng)力作用下發(fā)生TRIP效應(yīng)，高應(yīng)變區(qū)發(fā)生馬氏體相變；層錯(cuò)能介于25mJ/i^80mJ/n^時(shí)，易于發(fā)生TWIP效應(yīng)，通過形變中孿晶的形成來推遲鋼的頸縮。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度高塑性的超低碳孿晶誘發(fā)塑性鋼。本發(fā)明的另一目的是通過加入超低的碳和變化錳的含量，復(fù)合添加鋁和硅，結(jié)合合適的熱處理工藝，得到良好強(qiáng)塑性的鋼。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段和措施來實(shí)現(xiàn)的。一種高強(qiáng)度高塑性的超低碳孿晶誘發(fā)塑性鋼，其特征在于該鋼的化學(xué)成分以重量百分比計(jì)為C0.0050.03%，Si23%，Mn2032%，Al24%，F(xiàn)e余量，該鋼靜態(tài)拉伸時(shí)其抗拉強(qiáng)度為580760Mpa，延伸率為6090%，動(dòng)態(tài)拉伸時(shí)其抗拉強(qiáng)度為700~1100Mpa，延伸率為40~60%。本發(fā)明鋼可以這樣制造在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，冶煉過程中充氬氣保護(hù)，然后進(jìn)行模鑄。鑄錠經(jīng)過鍛造、熱軋、冷軋，再經(jīng)過熱處理，在1000120(TC等溫加熱，隨后快速冷卻至室溫，可得高性能冷軋孿晶誘發(fā)塑性鋼。本發(fā)明的特點(diǎn)是通過加入超低的碳和變化錳的含量，得到了具有TWIP效應(yīng)的發(fā)明鋼；同時(shí)加入鋁，達(dá)到了部分替代硅的作用，使得該鋼具有高強(qiáng)度和極佳的延伸率。本發(fā)明通過變化不同的錳含量，復(fù)合添加鋁和硅，結(jié)合合適的熱處理工藝，可以獲得強(qiáng)塑積值大于40000MPaM的超低碳TWIP鋼。這里，Mn對(duì)TWIP鋼的層錯(cuò)能有重要影響，使其在形變過程中產(chǎn)生密集的孿晶；鋁增加層錯(cuò)能，強(qiáng)烈抑制Y—e馬氏體相變，起到穩(wěn)定奧氏體的作用；而加入的硅減小層錯(cuò)能，在冷卻和形變過程中有利于Y—e馬氏體相變，提高鋼的強(qiáng)度。TWIP鋼由全奧氏體組成，形變過程中不發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，而是產(chǎn)生形變孿晶。TWIP鋼的屈服強(qiáng)度為200280MPa，具有非常好的成形性能，抗拉強(qiáng)度達(dá)到580MPa以上，拉斷延伸率達(dá)到60%以上，兩者的乘積達(dá)到40000MPa%以上。具體實(shí)施方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。實(shí)施例l本實(shí)施例采用的高強(qiáng)度高塑性的超低碳孿晶誘發(fā)塑性鋼的組成及其重量百分含量為C0.0053%,Si2.55%，Mn25.41%,Al2.28%，F(xiàn)e余量。其制備過程如下在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，冶煉過程中充氬氣保護(hù)，然后進(jìn)行模鑄。鑄錠經(jīng)過鍛造、熱軋、冷軋，再經(jīng)過熱處理，在1000120(TC等溫加熱，隨后快速冷卻至室溫，可得到高強(qiáng)度高塑性的超低碳孿晶誘發(fā)塑性鋼。經(jīng)檢測(cè)熱處理后的試驗(yàn)鋼的顯微組織全部為奧氏體相，經(jīng)熱處理后的試驗(yàn)鋼靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的各項(xiàng)力學(xué)性能值如下表l，靜態(tài)檢測(cè)條件應(yīng)變速率為10—SS—110—28—、動(dòng)態(tài)檢測(cè)條件應(yīng)變速率為102S—M033—1。表1經(jīng)熱處理后試驗(yàn)鋼靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>結(jié)果表明，本發(fā)明方法制得的高強(qiáng)度高塑性的超低碳孿晶誘發(fā)塑性鋼具有很好的強(qiáng)塑性，既有高強(qiáng)度又有極佳的塑性。權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度高塑性的超低碳孿晶誘發(fā)塑性鋼，其特征在于該鋼的化學(xué)成分以重量百分比計(jì)為C0.005～0.03％，Si2～3％，Mn20～32％，Al2～4％，F(xiàn)e余量，該鋼靜態(tài)拉伸時(shí)其抗拉強(qiáng)度為580～760Mpa，延伸率為60～90％，動(dòng)態(tài)拉伸時(shí)其抗拉強(qiáng)度為700～1100Mpa，延伸率為40～60％。全文摘要本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度高塑性的超低碳孿晶誘發(fā)塑性鋼，屬特種鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明冷軋孿晶誘發(fā)塑性鋼的組成為C0.005～0.03％，Si2～3％，Mn20～32％，Al2～4％，F(xiàn)e余量。將具有上述組成的鋼坯冷軋后進(jìn)行熱處理，在1000～1200℃等溫加熱，隨后快速冷卻至室溫，可得高性能冷軋孿晶誘發(fā)塑性鋼。本發(fā)明的冷軋孿晶誘發(fā)塑性鋼具有良好的強(qiáng)塑性，靜態(tài)拉伸時(shí)其抗拉強(qiáng)度為580～760MPa，延伸率為60～90％；動(dòng)態(tài)拉伸時(shí)其抗拉強(qiáng)度為700～1100MPa，延伸率為40～60％。文檔編號(hào)C22C38/38GK101215672SQ200810032388公開日2008年7月9日申請(qǐng)日期2008年1月8日優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日發(fā)明者文史,梅張,麟李,熊榮剛,符仁鈺,鈺蘇申請(qǐng)人:上海大學(xué)