一種高強度高塑性冷軋中錳鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗拉強度1000MPa以上，總延伸率60%以上，強塑積約60GPa%以上的冷軋中錳TRIP（Transformation?Induced?Plasticity）鋼及其制備方法，屬于高強度高塑性冷軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】。該冷軋中錳TRIP鋼的化學(xué)成分按重量百分比分別為含C0.15～0.20%，Mn8.0～11.0%，A13.0～4.0%，Nb0～0.040%，余量為Fe及雜質(zhì)。該冷軋TRIP鋼的制備方法包括冶煉、鍛造、熱軋、軋后熱處理、酸洗、冷軋和軋后熱處理。該冷軋TRIP鋼強度高，塑性好，且軋后熱處理工藝較簡單，是新一代的理想汽車用鋼。
【專利說明】一種高強度高塑性冷軋中錳鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高強度高塑性冷軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種高強度高塑性冷軋中錳鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于汽車行業(yè)節(jié)能、環(huán)保和安全性的要求不斷提高，許多機構(gòu)致力于開發(fā)新一代輕質(zhì)高強汽車用鋼。強塑積是衡量汽車用鋼性能的一個重要指標(biāo)。第一代汽車用鋼強塑積較低，一般均< 25GPa% ;第二代汽車用鋼則由于合金含量過多而導(dǎo)致成本過高，且工藝性能較差；正是因為存在這些不利條件使得這兩代汽車用鋼在使用上均存在隱患或受到限制。近年來，許多學(xué)者加大了對猛含量為4~10%中猛TRIP (Transformation InducedPlasticity)鋼的研究，此類用鋼強塑積一般> 30GPa%，且合金含量不高，因而被認(rèn)定為是一種比較理想的新一代汽車用鋼。[0003]典型的硅錳系TRIP鋼含有1.0~2.0%的硅，硅的存在有利于抑制滲碳體的析出，從而提高奧氏體的碳含量，但硅含量過高會降低TRIP鋼的表面質(zhì)量和焊接性能。鋁的作用與硅類似，且鋁的添加不會惡化鍍覆性能，因此鋁可以作為硅的替代元素。另外，鋁的添加會促使δ鐵素體形成，有利于材料塑性的提高。微合金元素Nb的加入對晶粒細(xì)化、強化基體起著顯著的作用，使工藝控制變得較容易，能夠在韌性不明顯下降的情況下進一步增加鋼的強度。
[0004]生產(chǎn)TRIP鋼典型的工藝路線主要分為熱軋和冷軋熱處理兩種。近二十來，國內(nèi)外學(xué)者的研究領(lǐng)域主要集中在冷軋TRIP鋼的軋后熱處理。常規(guī)冷軋TRIP鋼的熱處理工藝為臨界退火和貝氏體等溫轉(zhuǎn)變；對于中錳TRIP鋼，通常先把冷軋板完全奧氏體化后淬火得到馬氏體，然后在兩相區(qū)長時間保溫，通過逆相變得到奧氏體，然后空冷。這兩種熱處理工藝操作不便，耗能較大，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，且不適于本發(fā)明的冷軋TRIP鋼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種冷軋中錳TRIP鋼鋼種及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的冷軋TRIP鋼的成分按重量百分比分別為含C=0.15~0.20%, Mn=8.0~11.0%, Al=3.0 ~4.0%, Nb=O ~0.040%，余量為 Fe 及雜質(zhì)。
[0007]本發(fā)明的冷軋TRIP鋼板的制備方法按以下步驟進行:
[0008](I )、將中錳鋼冶煉成鋼錠，其成分按重量百分比分別為含C=0.15~0.20%、Mn=8.0~11.0%、Al=3.0~4.0%、Nb=O~0.040%、余量為Fe及雜質(zhì)，將該鋼錠加熱至1200°C，保溫2h，鍛造成鋼坯；
[0009](2)、將鋼坯放入高溫爐內(nèi)從室溫加熱到1200°C，保溫2h，經(jīng)過6_8道次熱軋成厚度為4mm的薄板，初軋溫度為1150°C，終軋溫度不低于850°C，隨后空冷到室溫；
[0010](3)、軋后熱處理:將熱軋板在775°C的加熱爐中保溫lh，快速水冷至室溫；將淬火后的鋼板在200°C回火20min后空冷至室溫；[0011](4)、酸洗:用1:3的鹽酸和水對熱處理后的鋼板進行酸洗；
[0012](5)、冷軋:將酸洗后的鋼板在冷軋機上冷軋至所需板材最終厚度的冷軋板；
[0013](6)、軋后熱處理:將冷軋板在750°C的加熱爐中保溫6min，再次水冷至室溫。
[0014]本發(fā)明對熱軋板的軋后熱處理主要是為了獲得大量的奧氏體，使鋼板具有好的塑性，防止冷軋開裂。并且，本發(fā)明提供的冷軋板軋后熱處理工藝相對其他冷軋中錳TRIP鋼簡單，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。通過該熱處理工藝保證了冷軋鋼板兼有高的強度和好的塑性，從而獲得優(yōu)秀的強塑積。
[0015]經(jīng)檢測，依靠上述方法制得的冷軋中錳TRIP鋼軋板的屈服強度為650~700MPa，抗拉強度為1000~1050MPa，總延伸率為60~65%，強塑積達到60GPa%以上。
【具體實施方式】
[0016]實施例
[0017]將中錳鋼冶煉成鋼錠，其成分按重量百分比為含C=0.18%，Mn=I0.62%，Al=4.06%,Nb=0.025%,余量為Fe及雜質(zhì)，將該鋼錠加熱至1200 °C，保溫2h，鍛造成截面積為10Omm X 30mm 的鋼還。
[0018]將鋼坯放入高溫爐 從室溫加熱到1250°C，保溫2h，經(jīng)過6-8道次熱軋成厚度為4mm的薄板，初軋溫度為1150°C，終軋溫度不低于850°C，隨后空冷到室溫。
[0019]軋后熱處理:將熱軋板在775°C的加熱爐中保溫lh，快速水冷至室溫；將淬火后的鋼板在200°C回火20min后空冷至室溫。
[0020]酸洗:用1: 3的鹽酸和水對熱處理后的鋼板進行酸洗。
[0021]冷軋:將酸洗后的鋼板在冷軋機上冷軋至厚度為1mm。
[0022]軋后熱處理:將冷軋板在750°C的加熱爐中保溫6min，水冷淬火至室溫。
[0023]根據(jù)GB/T228-2002 “金屬材料室溫拉伸試驗方法”將熱處理后的鋼加工成拉伸試樣，設(shè)定拉伸速度3mm/min，拉伸前先固定好電子引伸計，拉伸過程由計算機程序自動控制。
[0024]沿軋制方向切取試樣，將切下的試樣用砂紙進行磨光；然后在電解拋光機上拋光，拋光液為40mL高氯酸、600mL酒精和20mL蒸餾水的混合溶液，拋光電壓為30V，拋光時間50s。試樣在腐蝕之前先將試樣表面用無水乙醇沖洗,防止拋光磨料和雜質(zhì)殘留于試樣表面。之后，用吹風(fēng)機吹干，隨后進行腐蝕。本鋼板采用的腐蝕劑為25%亞硫酸氫鈉水溶液。用場發(fā)射電子探針觀察冷軋鋼的組織，發(fā)現(xiàn)有大量的奧氏體生成；對試樣的力學(xué)性能進行全面測試，其結(jié)果如表1所示。
[0025]表1試樣的力學(xué)性能
[0026]
屈服強度(MPa)抗拉強度(MPa)總延伸率(％)強塑積(GPa&7 _686_ 1016 612 62 2
[0027]本發(fā)明實例中提供的中錳冷軋TRIP鋼，錳含量為10.62%，保證了大量奧氏體的生成；0.025%微合金元素鈮的加入，使材料的強度得到進一步的提高。另一方面，本發(fā)明實例中對熱軋態(tài)鋼板采用淬火-回火的工藝，使鋼板獲得大量穩(wěn)定的奧氏體，避免了冷軋過程中的開裂。從表1中可知，本發(fā)明案例中的中錳冷軋TRIP鋼在750°C水冷淬火后能獲得優(yōu)秀的力學(xué)性能組合，即強塑積高于60GPa%。
[0028]以上所述的具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案、實施方式和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。`
【權(quán)利要求】
1.一種高強度高塑性冷軋中錳TRIP鋼，其特征在于，其化學(xué)成分按重量百分比分別為含 C=0.15 ~0.20%, Μη=8.0 ~11.0%, Α1=3.0 ~4.0%, Nb=O ~0.040%,余量為 Fe 及雜質(zhì)。
2.一種高強度高塑性冷軋中錳TRIP鋼的制備方法，其特征在于按以下步驟進行:(1)將中錳鋼冶煉成鋼錠，其成分按重量百分比分別為含C=0.15~0.20%、Mn=8.0~.11.0%、Al=3.0~4.0%、Nb=O~0.040%、余量為Fe及雜質(zhì);將該鋼錠加熱至1200。。，保溫2h，鍛造成鋼坯； (2)將鋼坯放入高溫爐內(nèi)從室溫加熱到1250°C，保溫2h，經(jīng)過6-8道次熱軋成厚度為4mm的薄板，初軋溫度為1150°C，終軋溫度不低于850°C，隨后空冷到室溫； (3)將熱軋板在775°C的加熱爐中保溫lh，快速水冷至室溫；將淬火后的鋼板在200°C回火20min后空冷至室溫； (4)用1:3的 鹽酸和水對熱處理后的鋼板進行酸洗； (5)將酸洗后的鋼板在冷軋機上冷軋至所需板材最終厚度的冷軋板； (6)將冷軋板在750°C的加熱爐中保溫6min，再次水冷至室溫。
【文檔編號】C21D8/02GK103695765SQ201310681656
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】蔡志輝, 丁樺, 英鉦艷, 辛啟斌 申請人:蔡志輝