[發明專利]一種熱軋相變誘發塑性鋼板及其制備方法

無效

• 申請號: 200910011569.7
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101550514A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 唐正友;丁樺
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/06
• 分類號: C22C38/06;C22C38/12;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種熱軋相變誘發塑性鋼板及其制備方法。

背景技術

國家推出燃油稅政策使得消費者更多選擇耗油少、排量小的汽車，汽車工業的升級換代必須加快。TRIP(Transformation?Induced?Plasticity)鋼又稱相變誘發塑性鋼，是近幾年發展起來的一種高強度高塑性鋼。用作汽車鋼板可以減輕車重，降低油耗，同時有較強的能量吸收能力，能夠抵御撞擊時的塑性變形，顯著提高汽車的安全等級，具有明顯的優越性。這種鋼板成為近來汽車用鋼板的一大熱點。隨著生產工藝的不斷提高和完善，TRIP鋼板的大規模工業化生產已成為可能，應用前景也將更加廣闊。

典型的硅錳系TRIP鋼含有1.3％～2.0％的硅，硅的存在有利于獲得較多的殘余奧氏體，從而獲得大的相變誘發塑性。但硅含量過高使得TRIP鋼在工業生產中存在以下幾方面的問題：(a)連鑄坯韌性較差，不易生產；(b)熱軋時易產生很厚的氧化鐵皮，不易酸洗，影響帶鋼的表面質量；(c)在熱鍍鋅時，高的Si含量使鋅層的潤濕性變差且極易形成脆性的合金層，從而減弱鍍層與基板的結合力。鋁的作用方式與硅類似，且鋁的添加不會惡化鍍覆性能，鋁可以作為硅的替代元素。但是鋁含量過高會降低鋼的抗熱裂紋能力和鍍鋅產品耐侵蝕能力。微合金元素Nb的加入對晶粒細化、相變行為、奧氏體中的碳富集和馬氏體形核起著顯著的作用，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。

生產TRIP鋼板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，國內外學者的研究領域主要集中在冷軋熱處理TRIP鋼的軋后臨界退火和貝氏體等溫處理方面。而對于熱軋TRIP鋼的研究在生產中更具有實際意義，相關報道卻不多見。這是因為熱軋TRIP鋼為了得到一定量而穩定的殘余奧氏體，需要在一定的溫度范圍內結束冷卻，這在生產操作上是有一定困難的，需要改進操作技術和準確地確定冷卻溫度。而熱軋TRIP鋼的生產相對于冷軋熱處理TRIP鋼生產不需要冷軋和冷軋后的熱處理等工藝步驟，從而降低了生產成本。而現有的TRIP鋼的硅含量過高，使得鋼板的連鑄坯韌性較差、惡化鋼的熱軋性能和鍍覆性能。

發明內容

針對以上技術問題，本發明提供一種熱軋相變誘發塑性鋼鋼板及其制備方法。

本發明的熱軋相變誘發塑性鋼板(TRIP鋼板)的成分按重量百分比為含C0.18～0.20％，Mn1.30～1.45％，Si0.60～0.70％，Al0.50～0.60％，P≤0.009％，S≤0.007％，Nb0～0.040％，余量為Fe。該熱軋鋼板的屈服強度不小于535MPa，抗拉強度不小于639MPa，強塑積大于18000MPa％。

本發明的熱軋TRIP鋼板的制備方法按以下步驟進行：

1、將低碳硅鋼冶煉成鋼錠，其成分按重量百分比為C0.18～0.20％，Mn1.30～1.45％，Si0.60～0.70％，Al0.50～0.60％，P≤0.009％，S≤0.007％，Nb0～0.040％，余量為Fe。然后將該鋼錠加熱至1200±10℃，保溫1.5～2hr，鍛造成鋼坯。

2、采用熱裝爐的方式，在750～800℃條件下將鋼坯裝入加熱爐中，加熱至1200±10℃，保溫1～2hr，保溫結束后采用軋機進行粗軋和精軋，開軋溫度為1060～1120℃，粗軋為3～5個道次，軋制溫度為900～1120℃，粗軋總變形量為40～50％；精軋為2個道次，軋制溫度為760～870℃，精軋總變形量為40～50％，終軋溫度為760～800℃，獲得軋件。

3、精軋結束后將軋件空冷至700～760℃，再以40～50℃/s的速度加速冷卻，冷卻至350～550℃時采用卷取機卷取，卷曲后空冷至室溫。

本發明以鋁部分取代硅使得鋼中的硅的質量分數降低，同時加入或不加入微合金元素鈮的原則設計了新型TRIP鋼的化學成分。當TRIP鋼中含Nb時，Nb的加入使得TRIP鋼的組織得到細化，殘余奧氏體量略有減少。隨著Nb含量的增加，屈服強度和抗拉強度升高，然而Nb含量過高使得經濟成本增加的同時，隨Nb含量的增加，TRIP鋼鐵素體晶粒大小和貝氏體組織的尺寸大小降低，貝氏體量增加，伸長率和強塑積卻降低。因此Nb的含量控制在在一定范圍之內(0.010～0.020％左右)效果更好。