專利名稱：熱軋相變誘發(fā)塑性鋼的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中特種鋼的生產(chǎn)方法，特別是一種熱軋相變誘發(fā)塑性鋼的生
產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
TRIP鋼(即相變誘發(fā)塑性鋼，下同)具有較高的強度和較好的塑性，用作汽車 鋼板可減輕車身重量，降低油耗，同時能量吸收性強，能夠抵御撞擊時的塑性變形，顯著提 高汽車的安全性。因此，近年來世界各國都加大了對TRIP鋼的研究與開發(fā)。TRIP鋼的 組織主要由鐵素體、貝氏體、殘余奧氏體及少量馬氏體組成。由于TRIP鋼組織的多相性 及冷軋工藝的控制精確性，目前TRIP鋼主要通過冷軋工藝來生產(chǎn)，其工藝流程為熱軋一 冷軋一臨界區(qū)退火一快冷一等溫處理一終冷。此工藝主要是將鋼冷軋后快速升溫到Aca 與Ac3的某一溫度并保溫一段時間，生成體積分數(shù)約50%的奧氏體后，快冷到貝氏體區(qū) 進行等溫處理，最終得到由鐵素體、貝氏體及殘余奧氏體等組成的多相組織?？梢?，冷軋 TRIP鋼熱軋后還需后續(xù)熱處理工序，工藝繁瑣，能耗較高。而熱軋TRIP鋼現(xiàn)有的研究，如 "Effect of deformationschedule on the microstructure and mechanical properties of athermomechanically processed C-Mn-Si transformation-inducedplasticity steel. Metallurgical and Materials Transactions A,2003,34(8) 599-1609", "Hot deformation characteristics of Si-Mn TRIP steels withand without Nb microalloy additions [J], ISIJ Int，1995，35 (3) :324_331 ”主要是將鋼終軋后，先緩慢冷卻一段時間 或在Ar3與Ar1溫度區(qū)間等溫一段時間以生成一定體積分數(shù)的鐵素體，然后快冷到貝氏體相 區(qū)進行等溫處理而得到所需組織。雖然可以簡化工藝，降低能耗，但是必須嚴格控制冷卻速 度或冷卻過程，工藝的穩(wěn)定性較差，對設(shè)備的要求也較高。經(jīng)檢索，專利200710100399. 0“一 種熱軋低硅多相鋼及其制備方法”則主要通過過冷奧氏體動態(tài)相變生成部分鐵素體后，再 快冷到400-450°C內(nèi)進行等溫處理(卷曲)。該技術(shù)動態(tài)相變后冷卻速率較高，卷曲溫度也 較低，國內(nèi)現(xiàn)有的熱軋生產(chǎn)設(shè)備很難達到其要求；而專利200610039706. 2 “用于制造具有 多相組織的熱軋帶材的方法”其分段冷卻且卷曲溫度也較低。因此，盡快開發(fā)出一種工藝簡 單、工藝穩(wěn)定性好、適合現(xiàn)有工業(yè)裝備水平的熱軋TRIP鋼的生產(chǎn)方法已是勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種工藝簡單、能耗較低、適合現(xiàn)有工業(yè)裝備水平的熱軋 TRIP鋼的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明首先利用較高的合金元素Al來提高鋼的^溫度，增大鋼的Υ + α相區(qū)，在 精軋時通過形變誘導(dǎo)鐵素體相變來生成一定體積分數(shù)的鐵素體。并向鋼中添加一定的合金 元素以降低終軋后的冷卻速率及提高鋼的卷曲溫度。通過該生產(chǎn)方法，可以得到顯微組織 為一定配比的鐵素體、貝氏體、殘余奧氏體等組成的熱軋TRIP鋼。
方案的具體操作步驟為將原料鋼在爐內(nèi)加熱到1200°C -1300°C范圍內(nèi)保溫60min-180min，使鋼充分奧氏 體化，確保鋼中的合金元素完全固溶；出爐后，以10°C/S-2(TC/S的速度冷卻奧氏體再結(jié)晶 溫度1050°C -1200°C范圍內(nèi)進行3-5次粗軋，每道次壓下量應(yīng)控制在20% -40%之間，道次 總壓下量為60% -80%;粗軋結(jié)束后，以5°C /s-20°C /s的速率冷卻到970°C _820°C范圍內(nèi)， 即A3與Ar3溫度區(qū)間進行5-7道次的精軋，各道次間隔時間小于3秒，各道次形變量處于 10% -50%范圍內(nèi)，道次總壓下量為80% -95% ；精軋后立刻層流冷卻或以5°C /s-30°C /s 的速率冷卻到500°C -650°C范圍內(nèi)進行卷曲，最后空冷到室溫即可。上述精軋時道次累計形變量的積累，是使奧氏體發(fā)生形變誘導(dǎo)鐵素體相變的條 件。本發(fā)明是根據(jù)形變誘導(dǎo)鐵素體原理及合金元素Al對相圖的影響，利用在較高溫 度和較大形變條件下，奧氏體發(fā)生鐵素體相變，以及利用合金元素，如Mo等對冷卻時珠光 體相變的抑制，精軋后在較低的冷卻速率及較高溫度條件下進行卷曲，可在較為簡單的工 藝條件下得到TRIP鋼所需的多相組織。本發(fā)明的有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明強調(diào)在合金元素Al對相圖影響的作用下，在較高溫度和 大形變條件下，通過精軋時5-7道次的變形，累積道次壓下量以使奧氏體發(fā)生形變誘導(dǎo)鐵 素體相變?；蚶煤辖鹪?，如Mo等對珠光體相變的影響，在較高溫度進行卷曲。與現(xiàn)有 一些研究不同，本發(fā)明不需要控制終軋后的冷卻速度或等溫時間來控制鋼中鐵素體含量， 從而簡化了工藝流程。而且本發(fā)明高的卷曲溫度與現(xiàn)有一般熱軋鋼的卷曲溫度相當，現(xiàn)有 生產(chǎn)設(shè)備無需改造就可進行批量生產(chǎn)。運用本發(fā)明生產(chǎn)的TIRP鋼，殘余奧氏體體積分數(shù)及 其碳含量都較高。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的熱變形工藝示意圖。圖2是實施例1熱軋工藝制備的TRIP鋼的顯微組織示意圖。圖3是根據(jù)實施例1制備的TRIP鋼的掃描電鏡SEM照片。圖4是根據(jù)實施例1制備的TRIP鋼中殘余奧氏體的X射線衍射結(jié)果示意圖。圖5是實施例2熱變形工藝制備的TRIP鋼的顯微組織示意圖。圖6是實施例3熱變形工藝制備的TRIP鋼的顯微組織示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述，但實施例不應(yīng)理解為對本發(fā)明的 限制。實施例1原料鋼的化學(xué)成份按質(zhì)量百分數(shù)為0. 2% CU. 67% Mn,0. 10% SiU.45% Al, 0. 17% Mo、0. 02% Nb，余量為Fe。將厚度為230mm的板坯爐內(nèi)加熱到1300°C并保溫160min， 以15°C /s的速度冷卻到1180°C進行5個道次粗軋，粗軋結(jié)束后，板坯溫度為1050°C，厚度 為50mm。然后，以10°C /s的速度冷卻到970°C進行7個道次的精軋，各道次間隔時間小于3秒，每個道次的形變?yōu)?0% -50%,精軋總形變量為90%，精軋結(jié)束后溫度為90(TC。隨 后，以20°C /s冷卻到600°C進行卷曲并空冷到室溫，得到的組織如圖2所示。圖3是該鋼 的SEM照片，圖4是該鋼的X射線衍射圖。經(jīng)計算，此時組織中殘余奧氏體的體積分數(shù)為 8. 9%。拉伸實驗表明，該鋼的抗拉強度為855MPa，總延伸率為22%。實施例2原料鋼的化學(xué)成份同實施例1。將厚度為230mm的板坯爐內(nèi)加熱到1250°C并保 溫180min，以10°C /s的速度冷卻到1150°C進行5個道次粗軋，粗軋結(jié)束后，板坯溫度為 1000°C，厚度為50mm。然后，以20°C /s的速度冷卻到950°C進行7個道次的精軋，各道次間 隔時間小于3秒，精軋總形變量為95%，精軋結(jié)束后溫度為850°C。隨后，以20°C /s冷卻 到620°C進行卷曲并空冷到室溫，得到的組織如圖5所示。X射線測定，此時組織中殘余奧 氏體的體積分數(shù)為9.2%。實施例3原料鋼的化學(xué)成份按質(zhì)量百分數(shù)為0. 18% CU. 50% Μη、0. 10% SiU. 67% Al, 余量為Fe。將厚度為230mm的板坯加熱到1200°C等溫180min后，以10°C /s的速度降到 1150°C進行粗軋，粗軋每道次變形量為20% -50%，總形變量為80%，粗軋后溫度為980°C; 然后以15°C /s冷卻到920°C進行7道次的精軋，各道次間隔時間小于2秒，精軋總形變量 為90%，精軋結(jié)束后溫度為820°C;然后以20°C /s冷卻到650°C進行卷曲并空冷到室溫，其 組織如圖6所示。此時，鋼中殘余奧氏體體積分數(shù)為8. 5%。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之 內(nèi)，則本發(fā)明也應(yīng)該包含這些改動和變型在內(nèi)。本說明書中若有未作詳細描述的內(nèi)容，應(yīng)屬于本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的技術(shù)，此 處不再贅述。
權(quán)利要求
一種熱軋相變誘發(fā)塑性鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于將原料鋼在爐內(nèi)加熱到1200℃-1300℃范圍內(nèi)保溫60min-180min，使鋼充分奧氏體化，確保鋼中的合金元素完全固溶；出爐后，以10℃/s-20℃/s的速度冷卻奧氏體再結(jié)晶溫度1050℃-1200℃范圍內(nèi)進行3-5次粗軋，每道次壓下量應(yīng)控制在20％-40％之間，道次總壓下量為60％-80％；粗軋結(jié)束后，以5℃/s-20℃/s的速率冷卻到970℃-820℃范圍內(nèi)，即A3與Ar3溫度區(qū)間進行5-7道次的精軋，各道次間隔時間小于3秒，各道次形變量處于10％-50％范圍內(nèi)，道次總壓下量為80％-95％；精軋后立刻層流冷卻或以5℃/s-30℃/s的速率冷卻到500℃-650℃范圍內(nèi)進行卷曲，最后空冷到室溫即可。
2.如權(quán)利要求1所述的熱軋相變誘發(fā)塑性鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于上述精軋時道 次累計形變量的積累，是使奧氏體發(fā)生形變誘導(dǎo)鐵素體相變的條件。
全文摘要
一種熱軋相變誘發(fā)塑性鋼的生產(chǎn)方法將鋼在爐內(nèi)加熱到1200℃-1300℃保溫60min-180min，使鋼充分奧氏體化，確保鋼中的合金元素完全固溶；出爐后，以10℃/s-20℃/s的速度冷卻奧氏體再結(jié)晶溫度1050℃-1200℃進行3-5次粗軋，每道次壓下量應(yīng)控制在20％-40％之間，道次總壓下量為60％-80％；粗軋結(jié)束后，以5℃/s-20℃/s的速率冷卻到970℃-820℃，即A3與Ar3溫度區(qū)間進行5-7道次的精軋，各道次間隔時間小于3秒，各道次形變量處于10％-50％，道次總壓下量為80％-95％，通過精軋時道次累計形變量的積累，使奧氏體發(fā)生形變誘導(dǎo)鐵素體相變；精軋后立刻層流冷卻或以5℃/s-30℃/s的速率冷卻到500℃-650℃進行卷曲，最后空冷到室溫即可。
文檔編號C21D8/00GK101886161SQ20101022296
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者劉永前, 劉浩, 尹云洋, 方芳, 陳宇 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司