[發(fā)明專利]一種熱軋低硅多相鋼及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710100399.0
• 申請(qǐng)日: 2007-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101058863A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫祖慶;楊王玥;尹云洋;李龍飛;王西濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/06
• 分類號(hào): C22C38/06;C21D8/00
• 代理公司: 北京科大華誼專利代理事務(wù)所
• 代理人: 楊玲莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱軋TRIP(transformation?induced?plasticity，相變誘發(fā)塑性)鋼及其制備方法，特別涉及熱軋低硅TRIP鋼。

背景技術(shù)

隨著人們對(duì)保護(hù)環(huán)境和節(jié)能降耗需求的不斷增長(zhǎng)，汽車制造商對(duì)重量輕、能耗低、安全性高的汽車的開(kāi)發(fā)研制也重視起來(lái)，對(duì)汽車用鋼板的要求也越來(lái)越高。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，具有較高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，延展性強(qiáng)，用作汽車鋼板可減輕車身重量，降低油耗，同時(shí)能量吸收性強(qiáng)，能夠抵御撞擊時(shí)的塑性變形，顯著提高汽車的安全性。因此，近年來(lái)，世界各國(guó)都加大了對(duì)TRIP鋼的研究與開(kāi)發(fā)。

傳統(tǒng)TRIP鋼中，成分主要為0.12-0.55％C，0.2-2.5％Mn，0.4-1.8％Si(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以下同)。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(guò)除磷處理，也很難將其徹底除去。在隨后的軋制過(guò)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(guò)電鍍工藝才能進(jìn)行最后的鍍鋅處理。這些問(wèn)題，限制了高Si?TRIP鋼在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用。

Al和Si都不溶于滲碳體，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(lái)替代Si而發(fā)展起來(lái)的Al-Mn系TRIP鋼。與Si元素相比，鋁是一種弱的固溶強(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，但是鋼的屈服強(qiáng)度最高也只有700MPa左右。另外，當(dāng)鋼中的Al含量提高，鋼液的流動(dòng)性降低，在連續(xù)鑄造時(shí)可堵塞鑄管；在焊接時(shí)，還容易沿著熔線形成一些“鐵素體環(huán)(ferritenecklace)”的焊接缺陷。因此，對(duì)高強(qiáng)TRIP鋼來(lái)說(shuō)，鋼中Al含量的控制非常關(guān)鍵。

TRIP鋼是一種多相鋼，考慮到其組織的多相性及冷軋工藝的控制精確性，現(xiàn)在的TRIP鋼一般通過(guò)冷軋工藝來(lái)生產(chǎn)。其工藝流程一般為奧氏體熱軋→卷板及冷卻→冷軋→臨界區(qū)退火→貝氏體區(qū)等溫處理→終冷。此工藝主要通過(guò)冷軋后的臨界區(qū)退火，將鋼快速升溫到A₃與Ac₃的某一溫度，保溫一段時(shí)間，生成體積分?jǐn)?shù)為40％-60％的奧氏體，即得到一定比例的奧氏體和鐵素體后，快冷到貝氏體區(qū)進(jìn)行等溫處理，讓奧氏體發(fā)生部分貝氏體相變，最后空冷或水冷到室溫。可見(jiàn)，此工藝軋制后還需后續(xù)熱處理設(shè)備和熱處理工序，工藝繁瑣，能耗較高。因此，從節(jié)約能源，降低成本，簡(jiǎn)化工藝等角度來(lái)說(shuō)，有必要開(kāi)發(fā)出一種熱軋工藝來(lái)取代目前的冷軋工藝。而對(duì)TRIP鋼熱軋方面的研究，文獻(xiàn)“Effect?of?deformationschedule?on?the?microstructure?and?mechanical?properties?of?a?thermomechanicallyprocessed?C-Mn-Si?transformation-induced?plasticity?steel.”，Mtallurgical?andmaterials?transactions?A.2003，34A(8)，1599-1609.中I?B.TIMOKHINA等人將鋼在825℃軋制完后，在γ+α相區(qū)以1℃/s的速率緩慢冷卻一段時(shí)間。在冷卻過(guò)程中，奧氏體部分轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體。慢冷結(jié)束后，馬上快冷到貝氏體相區(qū)等溫處理。文獻(xiàn)“Hot?deformation?characteristics?of?Si-Mn?TRIP?steels?with?and?without?Nb?microalloyadditions”.ISIJ?international，1995，35(3)，324-331中A.Z.Hanzaki等人則是在軋制完后，將鋼在Ar₃與Ar₁溫度范圍內(nèi)等溫一段時(shí)間，生成一定量的鐵素體后，快冷到貝氏體相區(qū)等溫一段時(shí)間，終冷后得到一定配比的鐵素體、貝氏體、殘余奧氏體組織。上述兩種熱軋TRIP鋼制備工藝在熱軋后，通過(guò)在γ+α相區(qū)緩慢冷卻或等溫一段時(shí)間，獲得一定含量的鐵素體，重點(diǎn)控制的是γ→α相變前奧氏體狀態(tài)的優(yōu)化，形變和相變分開(kāi)，要通過(guò)這兩種工藝生產(chǎn)熱軋TRIP鋼，必須嚴(yán)格控制冷卻速度或冷卻過(guò)程才能控制鐵素體的含量，工藝的穩(wěn)定性較差。因此，開(kāi)發(fā)出一種工藝簡(jiǎn)單、工藝穩(wěn)定性好、易于在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)的熱軋TRIP鋼的技術(shù)，是今后TRIP鋼生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。