一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼及其生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括以下步驟：煉鋼步驟、連鑄步驟與軋鋼步驟；在保護(hù)澆鑄的條件下，執(zhí)行所述連鑄步驟；其中，所述保護(hù)澆鑄的條件是：采用保護(hù)渣，以5℃-10℃進(jìn)行低過(guò)熱度澆鑄，拉速為0.5至1.5米/分鐘；在所述軋鋼步驟中，采用冷軋預(yù)變形，并且在接近完全再結(jié)晶溫度是進(jìn)行退火處理。采用上述方案，本發(fā)明能夠提供一種屈服強(qiáng)度超過(guò)1000MPa，均勻延伸率超過(guò)10％的TWIP鋼，尤其適用于汽車等特殊鋼材應(yīng)用，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金和金屬材料，尤其涉及的是，一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]煉鋼是通過(guò)氧化反應(yīng)脫碳、升溫、合金化的過(guò)程，其主要任務(wù)是脫碳、脫氧、升溫、去除氣體和非金屬夾雜、合金化，主要包括鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐吹煉、合金化、精煉、連續(xù)鑄鋼、軋鋼等步驟。
[0003]對(duì)于鋼材，其變形分為彈性變形(外力撤銷可以恢復(fù)原來(lái)形狀)和塑性變形(外力撤銷不能恢復(fù)原來(lái)形狀，形狀發(fā)生變化)，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)彈性極限后，變形增加較快，此時(shí)除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)后，塑性應(yīng)變急劇增加，曲線出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng)的小平臺(tái)，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度。
[0004]當(dāng)鋼材屈服到一定程度后，由于內(nèi)部晶粒重新排列，其抵抗變形能力又重新提高，此時(shí)變形雖然發(fā)展很快，但卻只能隨著應(yīng)力的提高而提高，直至應(yīng)力達(dá)最大值。此后，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，并在最薄弱處發(fā)生較大的塑性變形，此處試件截面迅速縮小，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應(yīng)力值稱為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度。拉伸強(qiáng)度是指材料在拉伸應(yīng)力下產(chǎn)生最大均勻塑性變形的應(yīng)力值。
[0005]近年來(lái)開(kāi)發(fā)的高猛形變孿晶誘導(dǎo)塑性鋼(Twinning Induced Plasticity, TffIP鋼)，在形變過(guò)程中產(chǎn)生形變孿晶具有TWIP效應(yīng)，因而具備良好的機(jī)械性能，如同時(shí)具有高拉伸強(qiáng)度和高塑性。目前，國(guó)際上對(duì)TWIP鋼的研發(fā)包括第一代Fe-25Mn-Al-3S1-0.03C系列，以及第二代Fe-23Mn_0.6C系列。
[0006]汽車領(lǐng)域減重和減少氣體排放部件，需要高屈服強(qiáng)度的同時(shí)需具有良好的成形性，TffIP鋼在汽車減重方面有廣泛的應(yīng)用前景，
[0007]但是，TWIP鋼雖然擁有高強(qiáng)度和高塑性，但是與其他先進(jìn)高強(qiáng)度鋼鐵相比，TffIP鋼的屈服強(qiáng)度較低，約為200?400MPa，這一因素限制了其在汽車制造業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用。
[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型的孿晶誘導(dǎo)塑性鋼及其生產(chǎn)方法。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟:煉鋼步驟、連鑄步驟與軋鋼步驟；在保護(hù)澆鑄的條件下，執(zhí)行所述連鑄步驟；其中，所述保護(hù)澆鑄的條件是:采用保護(hù)渣，以5°C -10°C進(jìn)行低過(guò)熱度澆鑄，拉速為0.5至1.5米/分鐘；在所述軋鋼步驟中，采用冷軋預(yù)變形，并且在接近完全再結(jié)晶溫度是進(jìn)行退火處理。
[0011]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述軋鋼步驟中，采用變形量為10% -60%進(jìn)行預(yù)變形冷軋。
[0012]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述軋鋼步驟中，包括回復(fù)及部分再結(jié)晶退火過(guò)程，其處理溫度在550至700攝氏度之間，處理時(shí)間為100至1000秒。
[0013]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述煉鋼步驟包括降硫磷氧過(guò)程，在所述煉鋼步驟結(jié)束時(shí)，硫低于0.0025%，磷低于0.0025%，全氧含量低于0.0015%。
[0014]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述煉鋼步驟包括合金化過(guò)程，其添加總質(zhì)量百分比為0.01-2%的以下至少一種過(guò)渡金屬元素:鈦、鈮、釩。
[0015]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述軋鋼步驟包括金屬析出過(guò)程，所述軋鋼步驟結(jié)束時(shí)，過(guò)渡金屬析出物相的體積分?jǐn)?shù)為1% -2%,大小為15nm至150nm ;并且,金屬析出物相A1 (C, N)的體積分?jǐn)?shù)為0.2% -0.5%，大小為15nm至150nm。
[0016]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述保護(hù)澆鑄采用保護(hù)渣實(shí)現(xiàn)，保護(hù)渣的成分的質(zhì)量百分比為:氧化鈣30%-40%,二氧化硅30% -40%、三氧化二鋁5% -10%、氧化鎂5% -10%，以及余量為氧化鈉和氟。
[0017]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述連鑄步驟中，采用結(jié)晶器電磁攪拌控制減少柱狀晶比率增加等軸晶比率，鑄坯等軸晶比率在70%以上，凝固末端采用電磁攪拌，用于使得鑄坯組織均勻并減少碳、磷、硫偏析，碳中心偏析度控制在1.0-1.1之間，磷、硫中心偏析度分別控制在1.0-1.15之間，錳中心偏析度控制在1.0-1.2之間。
[0018]本發(fā)明的又一技術(shù)方案是，一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼，其采用任一上述生產(chǎn)方法制備，其包括碳 0.2-1.0 %、錳 10-25 %、鋁 0.02-1.0 %、磷〈0.0025 %、硫〈0.0025 %、氮〈0.003%,以及總質(zhì)量百分比為0.01-2%的以下至少一種過(guò)渡金屬元素:鈦、鈮、釩，余量為鐵元素。
[0019]優(yōu)選的，所述孿晶誘導(dǎo)塑性鋼包含以下至少一種元素及其用量:鈦0.01-1.2%，鈮 0.01-1.2%，釩 0.01-1.2%。
[0020]采用上述方案，本發(fā)明能夠提供一種屈服強(qiáng)度超過(guò)lOOOMPa，均勻延伸率超過(guò)10%的TWIP鋼，尤其適用于汽車等特殊鋼材應(yīng)用，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明生產(chǎn)方法的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本說(shuō)明書所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0023]需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本說(shuō)明書所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的。
[0024]除非另有定義，本說(shuō)明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說(shuō)明書中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是用于限制本發(fā)明。本說(shuō)明書所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0025]本發(fā)明屬于鋼鐵冶金和金屬材料領(lǐng)域，提供一種屈服強(qiáng)度超過(guò)lOOOMPa，均勻延伸率超過(guò)10 %的TWIP鋼生產(chǎn)方法，尤其是改良傳統(tǒng)TWIP鋼的生產(chǎn)工藝，能夠?qū)⑵淝?qiáng)度提高到100MPa以上，同時(shí)均勻延伸率超過(guò)10%的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是，一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟:煉鋼步驟、連鑄步驟與軋鋼步驟；在保護(hù)澆鑄的條件下，執(zhí)行所述連鑄步驟；其中，所述保護(hù)澆鑄的條件是:采用保護(hù)渣，以5°C -10°C進(jìn)行低過(guò)熱度澆鑄，拉速為0.5至1.5米/分鐘；并且，在所述軋鋼步驟中，采用冷軋預(yù)變形。優(yōu)選的，煉鋼步驟選擇傳統(tǒng)TWIP鋼、傳統(tǒng)TWIP廢鋼或者其他材料。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是，一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟:煉鋼步驟、連鑄步驟與軋鋼步驟；連鑄步驟即連續(xù)鑄鋼步驟；在保護(hù)澆鑄的條件下，執(zhí)行所述連鑄步驟；其中，所述保護(hù)澆鑄的條件是:采用保護(hù)渣，以5°C -10°C進(jìn)行低過(guò)熱度澆鑄，拉速為0.5至1.5米/分鐘；在所述軋鋼步驟中，采用冷軋預(yù)變形，并且在接近完全再結(jié)晶溫度是進(jìn)行退火處理。優(yōu)選的，煉鋼的材料中，包括碳〈1.0%、錳〈25%、鋁〈1.0 %、磷〈0.0025 %、硫〈0.0025 %、氮〈0.003%，以及總質(zhì)量百分比〈2%的以下至少一種過(guò)渡金屬元素:鈦、鈮、釩，余量為鐵元素和其他參與煉鋼的物質(zhì)。例如，根據(jù)以下煉鋼目標(biāo)設(shè)置煉鋼的材料，煉鋼目標(biāo)包括碳0.2-1.0 %、錳10-25 %、鋁0.02-1.0 %、磷〈0.0025%,硫〈0.0025%、氮〈0.003%，以及總質(zhì)量百分比為0.01-2%的以下至少一種過(guò)渡金屬元素:鈦、銀、f凡，余量為鐵元素。
[0027]優(yōu)選的，煉鋼過(guò)程降低全氧含量，進(jìn)而降低鋼種夾雜物的數(shù)量，同時(shí)使得鋼種的S、P質(zhì)量百分比控制在0.0025%以下，全氧含量在0.0015%以下。連鑄過(guò)程盡量采用低過(guò)熱度、低拉速澆鑄，過(guò)熱度控制在5°C -10°C之間，拉速控制在0.5/min-l.2m/min,同時(shí)澆鑄過(guò)程采用結(jié)晶器電磁攪拌手段，使得鑄坯組織均勻，鑄坯中心缺陷控制在0-2級(jí)，等軸晶比率在70%以上。凝固末端電磁攪拌等方式鑄造使得材料組織更加均勻，C元素中心偏析度控制在1.0-1.1之間，P、S兩種元素中心偏析度控制在1.0-1.15之間，Mn元素中心偏析度控制在1.0-1.2之間。
[0028]例如，實(shí)現(xiàn)低過(guò)熱度澆鑄的過(guò)程包括:控制鋼中夾雜物，防止低過(guò)熱度澆鑄過(guò)程的水口結(jié)瘤；準(zhǔn)確控制連鑄過(guò)程中間包鋼水溫度穩(wěn)定；煉鋼一連鑄生產(chǎn)節(jié)奏的穩(wěn)定控制。又如，保護(hù)澆鑄的條件還包括采用浸入式保護(hù)管并吹氬氣。
[0029]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述煉鋼步驟包括降硫磷氧過(guò)程，在所述煉鋼步驟結(jié)束時(shí)，硫低于0.0025%，磷低于0.0025%，全氧含量低于0.0015%。優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述煉鋼步驟包括合金化過(guò)程，煉鋼步驟的合金化過(guò)程添加鈦(Ti)、鈮(Nb)、釩(V) —種或者一種以上過(guò)渡金屬元素，這三種過(guò)渡元素是析出物形成元素，與碳元素、氮元素形成碳氮化合物析出物，細(xì)化晶粒，提高材料的屈服強(qiáng)度，本發(fā)明中至少使用其中一種元素形成過(guò)渡金屬析出物，其添加合金總質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.01-2%，鋼中過(guò)渡金屬析出物的體積分?jǐn)?shù)為1% _2%，尺寸分為為15nm-150nm。當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.01 %時(shí)，析出物量過(guò)少，析出物強(qiáng)化效果不明顯，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)2%形成大量的析出物惡化材料的塑性。例如，合金化過(guò)程添加總質(zhì)量百分比為0.01-2%的以下至少一種過(guò)渡金屬元素:鈦、鈮、釩。例如，所述軋鋼步驟包括金屬析出過(guò)程，所述軋鋼步驟結(jié)束時(shí)，過(guò)渡金屬析出物相的體積分?jǐn)?shù)為1% -2%,大小為15nm至150nm;并且，金屬析出物相A1(C，N)的體積分?jǐn)?shù)為0.2% -0.5%，大小為15nm至150nm。碳、氮元素與鋁元素形成金屬間化合物A1 (C，N)可以細(xì)化晶粒，提高材料的強(qiáng)度和塑性，鋁元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)該控制在0.01-1%，控制鋼中金屬間化合物析出物的體積分?jǐn)?shù)為0.2% -0.5%，尺寸分為為15nm-100nm，鋁元素含量超過(guò)1%時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量尺寸較大的夾雜物惡化材料的成形性和延伸率等物理性能。
[0030]優(yōu)選的，連鑄過(guò)程選用Ca0/Si02類型的保護(hù)渣，保持一定厚度的液渣層厚度，及時(shí)添加保護(hù)渣，使得鑄坯與結(jié)晶器壁保持良好的潤(rùn)滑性能，防止出現(xiàn)漏鋼及表面裂紋、夾渣等現(xiàn)象發(fā)生，保護(hù)渣的具體成分的重量百分比為:氧化鈣(Ca0)30% -40%，二氧化硅(Si02)30% -40%，三氧化二鋁(A1203，氧化鋁)5% -10%，氧化鎂(Mg0)5% _10%，其余為一氧化二鈉(Na20，氧化鈉)和氟(F)。例如，所述連鑄步驟中，所述保護(hù)澆鑄采用保護(hù)渣實(shí)現(xiàn)，保護(hù)渣的成分的質(zhì)量百分比為:氧化鈣30% -40%、二氧化硅30% -40%、三氧化二鋁5% -10%、氧化鎂5% -10%,以及余量為氧化鈉和氟。例如,保護(hù)洛的成分的質(zhì)量百分比為:氧化I丐32%、二氧化娃38%、三氧化二招8%、氧化鎂10%,以及氧化鈉10%和氟2%。又如，保護(hù)渣的成分的質(zhì)量百分比為:氧化鈣39 %、二氧化硅34%、三氧化二鋁5 %、氧化鎂9%，以及氧化鈉4%和氟9%。優(yōu)選的，所述連鑄步驟中，采用結(jié)晶器電磁攪拌控制減少柱狀晶比率增加等軸晶比率，鑄坯等軸晶比率在70%以上，凝固末端采用電磁攪拌，用于使得鑄坯組織均勻并減少碳、磷、硫偏析，碳中心偏析度控制在1.0-1.1之間，磷、硫中心偏析度分別控制在1.0-1.15之間，錳中心偏析度控制在1.0-1.2之間。
[0031]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法中，所述軋鋼步驟中，采用變形量為10% -60%進(jìn)行預(yù)變形冷軋。由于TWIP鋼的超高塑性，增加預(yù)應(yīng)變犧牲一定量的塑性來(lái)提高TWIP鋼屈服強(qiáng)度是一種有效的強(qiáng)化手段，通過(guò)10% -60%的冷軋預(yù)應(yīng)變會(huì)明顯提高材料的屈服強(qiáng)度，超過(guò)60%預(yù)應(yīng)變時(shí)，會(huì)引發(fā)兩個(gè)問(wèn)題，一是材料的加工硬化率急劇減少，材料的塑性如延伸率降低，二是材料的各項(xiàng)異性增加，因而材料的成型性能減弱。優(yōu)選的，采用變形量為50%進(jìn)行預(yù)變形冷軋。
[0032]和/或，所述軋鋼步驟中，包括回復(fù)及部分再結(jié)晶退火過(guò)程，其處理溫度在550至700攝氏度之間，處理時(shí)間為100至1000秒。為了減少預(yù)應(yīng)變給材料性能帶來(lái)的負(fù)面效果，通過(guò)增加回復(fù)及部分再結(jié)晶連續(xù)退火工序來(lái)改善材料性能，回復(fù)及部分再結(jié)晶退火處理溫度在550°C -700°C之間，接近鋼的完全再結(jié)晶溫度下限，處理時(shí)間為lOOs-lOOOs。處理結(jié)束后，晶粒部分再結(jié)晶，晶體內(nèi)位錯(cuò)密度急劇下降，由于機(jī)械孿晶具有較好的熱穩(wěn)定性，在此溫度區(qū)間幾乎不發(fā)生變化，將會(huì)獲得最佳的屈服強(qiáng)度和延伸率。溫度超過(guò)700°C時(shí)，容易發(fā)生完全再結(jié)晶，加工硬化率減少，材料的屈服強(qiáng)度急劇減少，當(dāng)溫度小于550°C以下時(shí)，晶體內(nèi)位錯(cuò)密度過(guò)高，材料的塑性和成形性依然較差。
[0033]又一例子是，一種具有屈服強(qiáng)度超過(guò)lOOOMPa，均勻延伸率在10%以上的TWIP鋼生產(chǎn)方法，通過(guò)在煉鋼過(guò)程對(duì)危害元素、全氧含量控制，連鑄過(guò)程采用保護(hù)澆鑄，選用合適成分保護(hù)渣，采用過(guò)渡金屬及金屬間合金形成析出物強(qiáng)化以及冷軋預(yù)變形、接近完全再結(jié)晶溫度退化處理等工藝來(lái)提高TWIP的綜合力學(xué)性能。其中，TWIP鋼在煉鋼過(guò)程終點(diǎn)S控制在0.0025%以下，P控制在0.0025%以下，全氧含量控制在0.0015%以下。優(yōu)選的，TWIP鋼在連鑄過(guò)程中采用5°C -10°C低過(guò)熱度澆鑄，采取保護(hù)澆鑄措施，采用結(jié)晶器電磁攪拌控制減少柱狀晶比率增加等軸晶比率，鑄坯等軸晶比率在70%以上，凝固末端采用電磁攪拌，使得鑄坯組織均勻，同時(shí)減少碳、磷、硫偏析，鑄坯中心缺陷宏觀評(píng)級(jí)在0-2級(jí)，C元素中心偏析度控制在1.0-1.1之間，P、S兩種元素偏析度控制在1.0-1.15之間，Mn元素中心偏析度控制在1.0-1.2之間。其中，優(yōu)選的，TWIP鋼在進(jìn)行變形量10% -60%冷軋預(yù)變形過(guò)程，該過(guò)程明顯提高TWIP鋼的屈服強(qiáng)度。其中，優(yōu)選的，TWIP鋼具有體積分?jǐn)?shù)為0.2% -0.5%，尺度分布為10-150納米在基體組織中均勻分布的過(guò)渡金屬間化合物析出物相Al (C，N)。其中，優(yōu)選的，TWIP鋼有體積分?jǐn)?shù)為1% _2%，尺度分布為10-100納米在基體組織中均勻分布的金屬間化合物析出物相Ti\Nb\V(C，N)。其中，優(yōu)選的，回復(fù)及部分再結(jié)晶退火處理溫度在550°C -700°C之間，接近鋼的完全再結(jié)晶溫度下限，處理時(shí)間為lOOs-lOOOs。優(yōu)選的，TWIP鋼的化學(xué)成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示為:碳(C):0.2-1.0%，錳(Mn): 10-25%，招(Al):0.02-1.0%，磷(P)〈0.0025%，硫(S)〈0.0025%，氮 ?0.003% )，含以下至少一種合金元素:鈦(Ti):0.01-1.2%，鈮(Nb):0.01-1.2，釩(V):0.01-1.2%，其余為鐵元素。
[0034]又如，本發(fā)明屬于鋼鐵冶金和金屬材料領(lǐng)域，提供一種屈服強(qiáng)度超過(guò)lOOOMPa，同時(shí)均勻延伸率超過(guò)10%的TWIP鋼生產(chǎn)方法。其在煉鋼步驟控制危害元素與全氧含量，連鑄過(guò)程選用合適成分保護(hù)渣，并采用保護(hù)澆鑄及低過(guò)熱度低拉速澆鑄工藝，采用過(guò)渡金屬及金屬間化合物析出強(qiáng)化以及冷軋預(yù)變形、接近完全再結(jié)晶溫度連續(xù)退火處理等工藝來(lái)提高TffIP的力學(xué)性能，使其屈服強(qiáng)度超過(guò)lOOOMPa，均勻延伸率超過(guò)10%。
[0035]下面再舉一實(shí)施例，其以化學(xué)成分為Fe-22% Mn-0.6% C~l% Α1_0.5% V的TWIP鋼為實(shí)施對(duì)象，煉鋼過(guò)程使得S、P元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別控制在0.0025%，連鑄過(guò)程采用低過(guò)熱度為10°C、拉速為0.8m/min進(jìn)行保護(hù)澆鑄，連鑄坯放在1200°C的加熱爐中加熱I小時(shí)，然后進(jìn)行終軋溫度為900°C的熱軋,軋到3.5mm的薄板,卷曲溫度為650°C,然后進(jìn)行預(yù)應(yīng)變量60%的冷軋過(guò)程，薄板厚度變?yōu)?.4mm，在750°C的連續(xù)退火爐中進(jìn)行連續(xù)退火處理1000s，在冷軋坯上取試樣進(jìn)行傳統(tǒng)的一維準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)及微觀組織的表征。
[0036]試驗(yàn)測(cè)得試樣的拉伸強(qiáng)度超過(guò)1150MPa，屈服強(qiáng)度超過(guò)lOOOMPa，延伸率超過(guò)15%，通過(guò)TEM觀察到尺寸為20-100納米彌散分布在鋼基體組織中V (C，N)及Al (C，N)析出物，其體積分?jǐn)?shù)分別為1.2%和0.3%。然后進(jìn)行5%，8%，12%，15%四種不同應(yīng)變水平的拉伸試驗(yàn)，表征應(yīng)變變形后的微觀組織，發(fā)現(xiàn)不同應(yīng)變水平下的變形過(guò)程都有一定密度的形變孿晶產(chǎn)生，拉伸變形后微觀組織中未發(fā)現(xiàn)馬氏體，表明試樣拉伸變形過(guò)程只產(chǎn)生了形變孿晶，沒(méi)有發(fā)生馬氏體相變，該鋼力學(xué)性能和微觀組織符合汽車用高碰撞能量吸收的要求。與傳統(tǒng)的TWIP鋼生產(chǎn)方法相比，本實(shí)施例得到的TWIP鋼，大幅度提高材料的屈服強(qiáng)度到100MPa以上，同時(shí)材料的均勻延伸率控制在10%以上，是一種較為理想的汽車工業(yè)用材料，也能廣泛應(yīng)用于對(duì)于特種鋼材的其他需求行業(yè)中。
[0037]本發(fā)明的又一實(shí)施例是，一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼，其包括碳0.2-1.0%、錳10-25%、鋁 0.02-1.0%、磷 <0.0025%、硫 <0.0025%、氮 <0.003%,以及總質(zhì)量百分比為 0.01-2%的以下至少一種過(guò)渡金屬元素:鈦、銀、fL，余量為鐵元素；例如，總重量為1000kg,含有2至1kg的碳，100至250kg的錳，以此類推。本發(fā)明各實(shí)施例所涉及比例，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為質(zhì)量百分比。又如，一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼，其采用任一上述生產(chǎn)方法制備，其包括碳0.2-1.0% 10-25%、鋁 0.02-1.0%、磷 <0.0025%、硫 <0.0025%、氮 <0.003%,以及總質(zhì)量百分比為0.01-2%的以下至少一種過(guò)渡金屬元素:鈦、鈮、釩，余量為鐵元素。優(yōu)選的，所述孿晶誘導(dǎo)塑性鋼包含以下至少一種元素及其用量:鈦0.01-1.2%，鈮0.01-1.2%，釩0.01-1.2%，例如，包含0.1 %的鈦、0.5%的鈮以及0.63%的釩；又如，包含1.1%的鈦與0.8%的鈮，又如，包含1.0%的鈮與0.2%的釩。鈦、鈮、釩的總體質(zhì)量百分比為0.01-2%。
[0038]進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí)施例還可以是，上述各實(shí)施例的各技術(shù)特征，相互組合形成的孿晶誘導(dǎo)塑性鋼及其生產(chǎn)方法。
[0039]需要說(shuō)明的是，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施例，均視為本發(fā)明說(shuō)明書記載的范圍；并且，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟:煉鋼步驟、連鑄步驟與軋鋼步驟； 在保護(hù)澆鑄的條件下，執(zhí)行所述連鑄步驟；其中，所述保護(hù)澆鑄的條件是:采用保護(hù)渣，以5°C -10°C進(jìn)行低過(guò)熱度澆鑄，拉速為0.5至1.5米/分鐘； 在所述軋鋼步驟中，采用冷軋預(yù)變形，并且在接近完全再結(jié)晶溫度是進(jìn)行退火處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述軋鋼步驟中，采用變形量為10% -60%進(jìn)行預(yù)變形冷軋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述軋鋼步驟中，包括回復(fù)及部分再結(jié)晶退火過(guò)程，其處理溫度在550至700攝氏度之間，處理時(shí)間為100至1000秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述煉鋼步驟包括降硫磷氧過(guò)程，在所述煉鋼步驟結(jié)束時(shí)，硫低于0.0025%，磷低于0.0025%，全氧含量低于0.0015%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述煉鋼步驟包括合金化過(guò)程，其添加總質(zhì)量百分比為0.01-2%的以下至少一種過(guò)渡金屬元素:鈦、鈮、釩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述軋鋼步驟包括金屬析出過(guò)程，所述軋鋼步驟結(jié)束時(shí)，過(guò)渡金屬析出物相的體積分?jǐn)?shù)為1% _2%，大小為15nm至150nm;并且，金屬析出物相Al (C，N)的體積分?jǐn)?shù)為0.2% -0.5%，大小為15nm至150nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述保護(hù)澆鑄采用保護(hù)渣實(shí)現(xiàn)，保護(hù)渣的成分的質(zhì)量百分比為:氧化鈣30% -40%、二氧化硅30% -40%、三氧化二鋁5% -10%,氧化鎂5% -10%,以及余量為氧化鈉和氟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述連鑄步驟中，采用結(jié)晶器電磁攪拌控制減少柱狀晶比率增加等軸晶比率，鑄坯等軸晶比率在70 %以上，凝固末端采用電磁攪拌，用于使得鑄坯組織均勻并減少碳、磷、硫偏析，碳中心偏析度控制在1.0-1.1之間，磷、硫中心偏析度分別控制在1.0-1.15之間，錳中心偏析度控制在1.0-1.2之間。
9.一種孿晶誘導(dǎo)塑性鋼，其特征在于，采用如權(quán)利要求1至9任一所述生產(chǎn)方法制備，其包括碳 0.2-1.0 %、猛 10-25 %、鋁 0.02-1.0 %、磷〈0.0025 %、硫〈0.0025%, M〈0.003%,以及總質(zhì)量百分比為0.01-2%的以下至少一種過(guò)渡金屬元素:鈦、鈮、釩，余量為鐵元素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述孿晶誘導(dǎo)塑性鋼，其特征在于，其包含以下至少一種元素及其用量:鈦 0.01-1.2%，鈮 0.01-1.2%，釩 0.01-1.2%。
【文檔編號(hào)】C22C38/14GK104379277SQ201380030717
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】何麗麗 申請(qǐng)人:何麗麗