專利名稱：：一種高強(qiáng)度冷軋熱鍍鋅用trip鋼板及其制備方法一種高強(qiáng)度冷軋熱鍍鋅用TRIP鋼板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于金屬材料加工領(lǐng)域，特別是提供了一種高強(qiáng)度冷軋熱鍍鋅用相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)鋼板及其制備方法。
背景技術(shù)：
：汽車工業(yè)要求減重，這意味著使用強(qiáng)度更高的材料，以便能夠在不放棄安全性和功能要求的前提下減小部件的厚度.超高強(qiáng)度鋼(UHSS)薄板產(chǎn)品，尤其是相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)鋼產(chǎn)品具有突出的高強(qiáng)度與良好成形性組合，因此能夠?yàn)檫@一問題提供解決辦法.此外，經(jīng)常要求借助電鍍鋅或者熱鍍鋅來提高上述鋼薄板產(chǎn)品的耐腐蝕性能。傳統(tǒng)TRIP鋼中，成分主要為0.12-0.55%C，0.2-2.5柳n,0.4-1.8%Si(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。在這些合金元素中，Si是一種固溶強(qiáng)化元素，不溶于滲碳體，能強(qiáng)烈阻礙滲碳體的析出和提高鐵素體的強(qiáng)度。但是當(dāng)鋼中硅含量較高，熱軋時(shí)鋼材表面很容易形成一層氧化層，這些氧化層即使通過除磷處理，也很難將其徹底除去。在隨后的軋制過程中，這些氧化層發(fā)生破裂，部分進(jìn)入鋼材的表面，導(dǎo)致鋼材表面質(zhì)量的降低。經(jīng)冷軋和連續(xù)退火后，這些氧化層顯著降低材料的涂覆性，必須經(jīng)過電鍍工藝才能進(jìn)行最后的鍍鋅處理。這些問題，限制了高Si-TRIP鋼在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用。Al和Si都不溶干滲碳體，都能強(qiáng)烈阻止?jié)B碳體的形成，因此，上世紀(jì)80年代不少學(xué)者提出用Al來替代Si而發(fā)展起來的Al-Mn系TRIP鋼。與Si元素相比，鉛是一種弱的固溶強(qiáng)化元素，當(dāng)硅被鋁完全取代時(shí)，將對(duì)TRIP鋼的強(qiáng)度-塑性的平衡產(chǎn)生消極作用，此時(shí)雖然鋼的延伸率能保持相同水平，但是鋼的抗拉強(qiáng)度大大降低了。有學(xué)者(添加0.5°/。銅及貝氏體化對(duì)0.2C—1.5Mn—1.5Si形變誘發(fā)塑性TRIP鋼板組織和力學(xué)性能的影響)研究發(fā)現(xiàn)，添加Cu元素，可以在犧牲少許塑性條件下，提高強(qiáng)度50lOOMPa，所以，通過添加少量合金元素可以顯著提高材料的綜合性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一個(gè)高強(qiáng)度、微合金化的Al-TRIP鋼用材料，并通過冷軋制備成易于鍍鋅的鋼產(chǎn)品。一種高強(qiáng)度冷軋熱鍍鋅用TRIP鋼板，其特征在于TRIP鋼板成分質(zhì)量百分含量為C:O.10.4%，Si:《0.06%,Mn:0.5%2.5%'Al:0.5%2,0%'P:《0.03%,S:《0.02%'Nb:0.01%0.10%，Ti:0.01%0.10°/。，Cu:0.11.0%'Ni:0.l0.6.'余量為鐵。如上所述一種高強(qiáng)度冷乳熱鍍鋅用TRIP鋼板，其特征在于制備步驟如下-1.冶煉、澆注在出鋼的時(shí)候加入合金元素Nb，Ti，通過細(xì)小的(Nb,Ti)(C,N)'釘扎奧氏體晶界，細(xì)化鑄坯晶粒；在澆注的時(shí)候進(jìn)行稀土喂絲。2.熱軋鋼坯熱軋終軋溫度為Ar3+20150。C，得到熱軋坯料。3.巻取將熱軋坯料冷卻至60075(TC的巻取溫度下巻曲坯料。4.酸洗去除氧化物。5.冷軋采用5070%的的壓下量冷軋上述熱軋坯料，以減小厚度。6.加熱保溫冷軋坯料保溫溫度75090(TC,保溫時(shí)間為60200s。7.熱鍍鋅采用205(TC/s的冷卻速度將所述冷軋鋼坯冷卻至450470。C，在該溫度范圍對(duì)所述冷軋鋼坯進(jìn)行熱鍍鋅，時(shí)間為1060s，8.冷卻至室溫釆用2050°C/s的冷卻速度將所述冷軋鋼坯冷卻至室溫。C:碳是奧氏體穩(wěn)定化元素，強(qiáng)烈降低Ms點(diǎn)。只有含有一定量的C的奧氏體才能在室溫殘留。并且由于轉(zhuǎn)化誘導(dǎo)的可塑性。當(dāng)C濃度小0.05X時(shí)，幾乎無法保證5%更多的殘余奧氏體，因而不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。另一方面，超過0.4%會(huì)使焊接性非常差，所以C含量也不能過高。Mn:錳起奧氏體的穩(wěn)定劑的作用，因而能夠降低殘余奧氏體的Ms溫度。此外，錳能夠抑止珠光體形成，而且，還能夠通過固溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度總水平。另--方面，添加過量的Mn會(huì)導(dǎo)致當(dāng)從保溫溫度冷卻時(shí)不能充分形成珠光體，從而使殘余奧氏體中的破濃度不足，致使其穩(wěn)定性下降。Mn含量過高還將提高焊縫的硬度，并促進(jìn)有害的帶狀組織的形成。當(dāng)Mn的加入量小于0.5%時(shí)，為抑制分解成珠光體必須提高冷卻速率，這在工業(yè)控制上是不可能的，因而這種加入量不合適。另一方面，當(dāng)Mn量超過2.5y。時(shí)，帶狀結(jié)構(gòu)顯著，性能變差，因而也是不理想的。Si:硅對(duì)熱鍍鋅不利。為了避免要求對(duì)鋼坯熱裝料，以防止形成裂紋，應(yīng)進(jìn)一步限制Si含量。通過限制Si含量，也能夠避免在熱軋表面出現(xiàn)紅鱗。Al:鋁也是一種程度強(qiáng)烈的鐵素體穩(wěn)定劑，因而能夠在保溫以及從保溫溫度冷卻期間促迸鐵素體的形成，因此能夠穩(wěn)定殘余奧氏體。殘余奧氏體被穩(wěn)定的原因在更大程度上是因?yàn)锳l還能夠在過時(shí)效期間抑止從殘余奧氏體中析出。與Si不同，Al對(duì)熱鍍鋅無有害影響。Al能夠強(qiáng)烈提高A3點(diǎn)'當(dāng)Al含量過高使得熱軋開軋和終軋的溫度需要提高，同時(shí)兩相區(qū)退火的溫度也需要提高。另一方面'過高的Al含量對(duì)連鑄也不利。Nb:鈮是一種強(qiáng)碳化物形成元素，鈮和碳的親和力大于釩，在鋼鐵材料中常用鈮進(jìn)行微合金化，主要是利用鈮與碳結(jié)合形成彌散的碳化物，這種含鈮的碳化物形成溫度較高，可能在高溫鋼水中存在，而且其晶格常數(shù)與奧氏體相近，可以作為奧氏體的結(jié)晶核心，加入微量的鈮可以細(xì)化凝固組織，另外在熱處理過程中析出碳化鈮一般呈細(xì)小彌散分布，有利于彌散強(qiáng)化，并且可以阻止高溫奧氏體長(zhǎng)大。但是過多的Nb會(huì)發(fā)生Nb(C，N)的偏聚，形成粗大的Nb(C，N)，造成合金元素的浪費(fèi)。Ti-鈦的作用與鈮相似，都是微合金元素Cu:1%的銅含量可提高50MPa的強(qiáng)度，但銅的溶解僅在高溫時(shí)發(fā)生，室溫下幾乎為零，銅還通過細(xì)化晶粒來提高強(qiáng)度。在鐵素體冷卻的過程中，銅的溶解度迅速降低，產(chǎn)生析出強(qiáng)化。Ni:鎳與Mn相似產(chǎn)生奧氏體，同時(shí)其還能提高強(qiáng)度和鍍覆性能，此外，與Si和Al相似，Ni不溶解在滲碳體中.在350-60(TC溫度范圍內(nèi)的保持過程中抑制滲碳體沉淀，并延遲轉(zhuǎn)化過程。Ni還能改善加入Cu所帶來的塑性的惡化。S:硫作為殘余及有害元素除了能改善鋼的切削加工性外，對(duì)鋼的延伸、沖擊韌性及熱加工都十分不利。所以S—定要控制在0.02%以內(nèi)。P:磷是一種有害元素，嚴(yán)重地破壞了鋼的沖擊韌性，對(duì)鋼的熱加工及焊接性也不利。同樣，P也要嚴(yán)格控制在0.03X之內(nèi)。與傳統(tǒng)的相變誘導(dǎo)塑性鋼比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)具有優(yōu)良的可鍍性，因?yàn)椴捎玫凸?，可以滿足熱鍍純鋅、合金化鍍鋅的鍍層要求，得到優(yōu)良的鍍層性能；2)晶粒細(xì)化效果好，因?yàn)椴捎肗b微合金化，可以有效細(xì)化晶粒。圖1為退火工藝示意圖具體實(shí)施例方式本發(fā)明的高強(qiáng)度冷乳熱鍍鋅用TRIP鋼的制造方法首先根據(jù)設(shè)計(jì)成分進(jìn)行冶煉，坯料經(jīng)鍛造后熱軋成薄板，熱軋終軋溫度S60卯0。C，巻取溫度為600700。C;冷軋壓下率為50~70%;兩相區(qū)退火溫度為800~88(TC，兩相區(qū)退火時(shí)間為60~200s，從退火溫度冷至鋅池溫度的冷速CR1為20~5(TC/s;鋅池溫度為450470。C，鍍鋅時(shí)間為10~60s，鍍鋅后的冷卻速度CR220~50°C/s冷卻至室溫，從而獲得高強(qiáng)冷軋熱鍍鋅用TRIP鋼。圖l為退火工藝，表l為化學(xué)成分'表2為力學(xué)性能。表1化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2主要工藝與力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度冷軋熱鍍鋅用TRIP鋼板，其特征在于相變誘導(dǎo)塑性鋼板成分質(zhì)量百分含量為C0.1～0.4％，Si≤0.06％，Mn0.5％～2.5％，Al0.5％～2.0％，P≤0.03％，S≤0.02％，Nb0.01％～0.10％，Ti0.01％～0.10％，Cu0.1～1.0％，Ni0.1～0.6％，余量為鐵。2.如權(quán)利要求1所述一種高強(qiáng)度冷軋熱鍍鋅用TRIP鋼板，其特征在于制備步驟如下1).冶煉、澆注在出鋼的時(shí)候加入合金元素Nb，Ti,在澆注的時(shí)候進(jìn)行稀土喂絲；2).熱軋鋼坯熱軋終軋溫度為Ar3+2015(TC，得到熱軋坯料；3).巻取將熱軋坯料冷卻至600750'C的巻取溫度下巻取熱軋坯料；4).酸洗去除氧化物；5).冷軋采用5070%的的壓下量冷軋上述熱軋坯料，以減小厚度；6).加熱保溫冷軋坯料保溫溫度75090(TC，保溫時(shí)間為60~200s;7).熱鍍鋅采用2050°C/s的冷卻速度將所述冷軋鋼坯冷卻至45047(TC，在該溫度范圍對(duì)所述冷軋鋼坯進(jìn)行熱鍍鋅，時(shí)間為1060s;8).冷卻至室溫采用205(TC/s的冷卻速度將所述冷軋鋼坯冷卻至室溫。全文摘要本發(fā)明屬于金屬材料加工領(lǐng)域，特別是提供了一種高強(qiáng)度冷軋熱鍍鋅用TRIP鋼板及其制備方法。TRIP鋼板成分質(zhì)量百分含量為C0.1～0.4％，Si≤0.06％，Mn0.5％～2.5％，Al0.5％～2.0％，P≤0.03％，S≤0.02％，Nb0.01％～0.10％，Ti0.01％～0.10％，Cu0.1～1.0％，Ni0.1～0.6％，余量為鐵。制備過程通過控制鋼中C、Mn、Nb、Ti等元素含量及熱軋、卷取、冷軋和退火溫度與時(shí)間等措施改善了TRIP鋼板的綜合性能。與傳統(tǒng)的相變誘導(dǎo)塑性鋼比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)具有優(yōu)良的可鍍性，因?yàn)椴捎玫凸?，可以滿足熱鍍純鋅、合金化鍍鋅的鍍層要求，得到優(yōu)良的鍍層性能；2)晶粒細(xì)化效果好，因?yàn)椴捎肗b微合金化，可以有效細(xì)化晶粒。文檔編號(hào)C23C2/06GK101353761SQ200810119818公開日2009年1月28日申請(qǐng)日期2008年9月11日優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日發(fā)明者劉光明,建周,荻唐,孫薊泉,張宇光,朱立新,飛李,李本海,楊瑞峰,軍章,嵐蘇,趙征志,趙愛民,陳銀莉申請(qǐng)人:北京科技大學(xué);首鋼總公司