專利名稱：一種相變誘導(dǎo)塑性鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冷軋熱鍍鋅技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種相變誘導(dǎo)塑性鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
為了降低油耗和減排，需要汽車輕量化，相反，為提高汽車安全性，這將需要增加汽車的質(zhì)量，解決這一矛盾的有效手段就是采用高強(qiáng)度鋼和先進(jìn)高強(qiáng)度鋼。另一方面，汽車的耐蝕性也成為人們對(duì)高檔汽車一個(gè)日益增長(zhǎng)的要求。相變誘發(fā)塑性鋼(TransformationInduced Plasticity Steel,簡(jiǎn)稱 TRIP)顯微組織由鐵素體、貝氏體、殘余奧氏體及少量馬氏體組成。TRIP鋼因其TRIP效應(yīng)具有良好匹配的強(qiáng)度和塑性。TRIP效應(yīng)是鋼中的殘余奧氏體在變形過程中誘發(fā)馬氏體相變，從而提高鋼的強(qiáng)度和塑性。目前汽車用相變誘發(fā)塑性鋼包括熱軋相變誘發(fā)塑性鋼、冷軋相變誘發(fā)塑 性鋼和冷軋熱鍍鋅相變誘發(fā)塑性鋼。冷軋熱鍍鋅相變誘發(fā)塑性鋼的主要生產(chǎn)工藝過程包括煉鋼、熱軋、冷軋和CGL (連續(xù)熱鍍鋅)。熱鍍鋅產(chǎn)線與連退工藝有很大不同，在退火產(chǎn)線上貝氏體溫度可以調(diào)整，而熱鍍鋅產(chǎn)線上貝氏體溫度限制在460°C附近；在退火產(chǎn)線上貝氏體相變時(shí)間很充足，而熱鍍鋅產(chǎn)線上貝氏體相變時(shí)間很短，這將導(dǎo)致貝氏體相變進(jìn)行不充分，部分奧氏體在貝氏體相變過程中富碳不充分，在隨后的冷卻過程中相變?yōu)轳R氏體，從而影響鋼的力學(xué)性能。C是穩(wěn)定奧氏體并提高鋼強(qiáng)度的重要因素，但過量的C會(huì)影響焊接性和惡化延伸率。Si元素夠強(qiáng)烈抑制滲碳體的形成，使未轉(zhuǎn)變的奧氏體中富碳，大大提高奧氏體的穩(wěn)定性，因此加入Si可以解決高C帶來的問題。然而，盡管高Si較容易提高殘留奧氏體的穩(wěn)定性，但它會(huì)導(dǎo)致涂鍍性差。添加Al代替Si可以解決涂鍍性問題，不過這將會(huì)削弱一定強(qiáng)度(70-120MPa)。現(xiàn)有企業(yè)專門建設(shè)了采用明火加熱技術(shù)的熱鍍鋅退火生產(chǎn)線，解決含有Si，Mn等合金元素的鋼種涂鍍難題。但是對(duì)于目前普遍使用的噴氣熱鍍鋅退火生產(chǎn)線，還無法解決這種問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高強(qiáng)度和優(yōu)異伸長(zhǎng)率的相變誘導(dǎo)塑性鋼及其制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種相變誘導(dǎo)塑性鋼，其化學(xué)成分重量百分比分別為C 0. 18% 0. 21%, Si 10. 5% 0. 6%, Mn I. 8% 2. 0%, Nb 0. 03% 0. 04%,P 彡 0. 01%, S 彡 0. 01%, Alt 0. 8% I. 0%, N 彡 0. 005%，余量為 Fe。一種相變誘導(dǎo)塑性鋼的制備方法，將廢鋼加入轉(zhuǎn)爐，冶煉得到連鑄胚，經(jīng)熱軋后得到熱軋板，經(jīng)冷軋得到冷硬態(tài)帶鋼，然后經(jīng)連續(xù)熱鍍鋅即得，其中，所述連續(xù)熱鍍鋅方法為
A所述冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至220°C，其加熱速度8°C /s-12°c /s ；B 進(jìn)一步加熱到 7800C _830°C，其加熱速度為 I. 5°C /s_4°C /s ；C 然后在 780°C 830°C保溫 60s_100s ；D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至720°C -760°C，冷卻速度為8°C /s_12°C /s ；E經(jīng)吹氣快冷卻至鋅鍋溫度450°C _460°C，鍍鋅結(jié)束后經(jīng)歷氣刀吹刮冷卻至420-430 0C ；F.經(jīng)過所述氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風(fēng)冷，最后冷卻至250-300°C，冷卻速度為6°C /s-9V /s。進(jìn)一步地，所述冶煉步驟中，所述冶煉步驟中，所述熱軋板的化學(xué)成分的重量百分·比分別為C0. 18-0. 21%, S 彡 0. 010%, P 彡 0. 01%。進(jìn)一步地，所述冶煉步驟中，所述轉(zhuǎn)爐中第一爐的終點(diǎn)溫度為1670_1690°C。進(jìn)一步地，所述冶煉步驟中，所述連澆的終點(diǎn)溫度為1660_1680°C。進(jìn)一步地，所述冶煉步驟中，所述脫氧劑為Al-Fe合金抗化粉。進(jìn)一步地，所述脫氧劑的加入量為4kg/t。進(jìn)一步地，所述冶煉步驟中，所述渣料為800kg/爐的小粒白灰和200kg/爐的螢
O進(jìn)一步地，所述熱軋步驟中，所述連鑄坯加熱溫度為1220-1280°C，終軋溫度為860-900°C，卷取溫度為 640-700°C。進(jìn)一步地，所述冷軋過程中冷軋的壓下率為50%_70%。本發(fā)明提供了一種相變誘導(dǎo)塑性鋼及其制備方法，基于常規(guī)噴氣冷卻熱鍍鋅生產(chǎn)方法，使得冷軋熱鍍鋅相變誘發(fā)塑性鋼在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度級(jí)別的基礎(chǔ)上，具有更好的焊接性和塑性。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種相變誘導(dǎo)塑性鋼的顯微組織照片。
具體實(shí)施例方式為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I :一種相變誘導(dǎo)塑性鋼，其化學(xué)成分重量百分比分別為C :0. 19%, Si :0. 5%, Mn :1. 9%, P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 9%, N :0. 005%, Nb
0.03%，余量為Fe和雜質(zhì)。本實(shí)施例中相變誘導(dǎo)塑性鋼的制備方法，具體包括如下步驟I)冶煉將廢鋼加入轉(zhuǎn)爐，冶煉，冶煉過程中第一爐的終點(diǎn)溫度為1670_1690°C ；冶煉過程中連澆的終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1660-1680°C ;冶煉過程中采用Al-Fe合金抗化粉脫氧，Al-Fe合金抗化粉的加入量為4kg/t ;冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料，出鋼前期就開始隨鋼流加入渣料，出鋼量達(dá)到總鋼量的1/5前，加入所有渣料，每爐800kg小粒白灰和200kg螢石；之后，采用Si-Mn調(diào)Si，使得Si的質(zhì)量百分比為0. 5% ;采用微碳Mn-Fe調(diào)Mn，使得Mn的質(zhì)量百分比為I. 9% ;冶煉過程在出鋼過程中，出鋼下渣量彡80mm,出鋼時(shí)間> 4分鐘。冶煉完成時(shí)，熱軋板的化學(xué)成分的重量百分比分別為c :0. 19%，Si :0. 5%，Mn :1. 9%，P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 9%, N :0. 005%, Nb :0. 03%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。2)然后熱軋，熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為1250°C ;熱軋終軋溫度為890°C ;熱軋卷取溫度 為690°C。熱軋結(jié)束時(shí)，獲得的熱軋板厚度為5. 0mm，該過程中，卷取溫度的高低對(duì)冷軋鍍鋅鋼熱軋中間組織和力學(xué)性能具有較大影響?？紤]到強(qiáng)度級(jí)別，采用高溫終軋與高溫卷取，使得熱軋板的組織為尺寸粗大的多邊形鐵素體晶粒與發(fā)育充分的珠光體，該顯微組織具有相對(duì)低的屈服強(qiáng)度。這使得在冷軋變形時(shí)軋制力減小，有利于進(jìn)行冷軋工序。3)再冷軋，冷軋過程中，冷軋的壓下率為50%_70%，以利于冷軋工藝的進(jìn)行。冷軋結(jié)束時(shí)，獲得厚度為I. 8mm的冷硬態(tài)帶鋼。4)之后，對(duì)上述冷硬態(tài)帶鋼進(jìn)行連續(xù)熱鍍鋅退火，具體為A所述冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至220°C，其加熱速度8°C/s-12°C/s，該過程中，冷變形的鐵素體發(fā)生回復(fù)。；B進(jìn)一步加熱到780V -8300C，其加熱速度為I. 5°C /s_4°C /s,該過程實(shí)現(xiàn)冷軋鐵素體組織的再結(jié)晶，并且珠光體先轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體并向鐵素體長(zhǎng)大；C然后在780°C _830°C保溫60s_100s，該過程實(shí)現(xiàn)部分奧氏體化，鐵素體中的C、Mn元素向奧氏體中轉(zhuǎn)移并在奧氏體中均化；D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至720°C -760°C，冷卻速度為8°C /s_12°C /s,該過程使得奧氏體部分轉(zhuǎn)移為鐵素體，C、Mn等元素進(jìn)一步向奧氏體中聚集；E經(jīng)吹氣快冷卻至鋅鍋溫度450°C _460°C，鍍鋅結(jié)束后經(jīng)歷氣刀吹刮冷卻至420-4300C，該過程中，盡量增加帶鋼在均衡段，爐鼻子和鋅鍋中的逗留時(shí)間，使得碳在貝氏體相變過程中進(jìn)一步富集在殘留奧氏體中，并使得提高奧氏體穩(wěn)定性；F.經(jīng)過氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風(fēng)冷最后冷卻至250_300°C，冷卻速度為6°C /s-9°C /s，該過程中，部分不穩(wěn)定的奧氏體相轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體相。經(jīng)過以上步驟，獲得的780MPa級(jí)冷軋熱鍍鋅相變誘發(fā)塑性鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比分別為C 0. 19%, Si 0. 5%, Mn :1. 9%, P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 9%, N :0. 005%, Nb
0.03%，余量為Fe和雜質(zhì)，具體顯微組織參見圖I，在圖中，采用苦味酸偏重亞硫酸鈉溶液浸蝕，其中，灰黑色為鐵素體基體；亮白色為馬氏體島。其力學(xué)性能如表I所示表I本發(fā)明提供的冷軋熱鍍鋅相變誘發(fā)塑性鋼力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種相變誘導(dǎo)塑性鋼，其特征在于，其化學(xué)成分重量百分比分別為C 0. 18%-0. 21%, Si 10. 5%-0. 6%, Mn I. 8%-2. 0%, Nb 0. 03%-0. 04%, P 彡 0. 01%,S 彡 0. 01%, Alt 0. 8%-1. 0%, N 彡 0. 005%，余量為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的相變誘導(dǎo)塑性鋼的制備方法，其特征在于，將廢鋼加入轉(zhuǎn)爐，冶煉得到連鑄胚，經(jīng)熱軋后得到熱軋板，經(jīng)冷軋得到冷硬態(tài)帶鋼，然后經(jīng)連續(xù)熱鍍鋅即得，其中，所述連續(xù)熱鍍鋅方法為 A所述冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至220°C，其加熱速度8°C /s-12°C /s ； B進(jìn)一步加熱到7800C _830°C，其加熱速度為I. 5°C /s_4°C /s ； C 然后在 780°C 830°C保溫 60s-100s ； D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至720°C _760°C，冷卻速度為8°C /s_12°C /s ； E經(jīng)吹氣快冷卻至鋅鍋溫度4 5 (TC -46 (TC，鍍鋅結(jié)束后經(jīng)歷氣刀吹刮冷卻至420-430 0C ； F.經(jīng)過所述氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風(fēng)冷，最后冷卻至250-300°C，冷卻速度為 6°C /s-9V /s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述熱軋板的化學(xué)成分的重量百分比分別為C 0. 18-0. 21%, S彡0. 010%, P彡0. 01%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述轉(zhuǎn)爐中第一爐的終點(diǎn)溫度為1670-1690°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述連澆的終點(diǎn)溫度為1660-1680°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述脫氧劑為Al-Fe合金抗化粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述脫氧劑的加入量為4kg/t。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述渣料為800kg/爐的小粒白灰和200kg/爐的螢石。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述熱軋步驟中，所述連鑄坯加熱溫度為1220-1280°C，終軋溫度為 860-900°C，卷取溫度為 640_700°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冷軋過程中冷軋的壓下率為50%-70%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相變誘導(dǎo)塑性鋼及其制備方法，屬于冷軋熱鍍鋅技術(shù)領(lǐng)域，其化學(xué)成分重量百分比分別為C0.18%-0.21%，Si10.5%-0.6%，Mn1.8%-2.0%，Nb0.03%-0.04%，P≤0.01%，S≤0.01%，Alt0.8%-1.0%，N≤0.005%，余量為Fe。本發(fā)明基于常規(guī)噴氣冷卻熱鍍鋅生產(chǎn)方法，提供一種780MPa級(jí)汽車用冷軋熱鍍鋅相變誘發(fā)塑性鋼及其制備方法，使得冷軋熱鍍鋅相變誘發(fā)塑性鋼在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度級(jí)別的基礎(chǔ)上，具有更好的焊接性和塑性。
文檔編號(hào)C21D8/02GK102747276SQ20121026684
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者劉光明, 姜英花, 尉冬, 滕華湘, 王海全, 鄺霜 申請(qǐng)人:首鋼總公司