[發明專利]一種冷軋相變誘導塑性鋼的淬火配分生產方法

無效

• 申請號: 201110154471.4
• 申請日: 2011-06-09
• 公開（公告）號: CN102212657A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 江海濤;米振莉;唐荻;陳雨來;莊寶潼;趙愛民;陳銀莉;程知松
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C22C38/06
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明屬于金屬材料熱處理領域，涉及一種冷軋相變誘導塑性鋼的淬火配分生產方法。

背景技術

由于汽車節能、環保和安全性的要求不斷提高，汽車必須在保證安全的前提下，依靠減少自身重量來降低油耗、減少排放。資料表明，汽車自身質量每減小10%，可節省燃油3％～7%。這就意味著要提高材料的強度，保證在安全性及功能性前提下，減少部件的厚度。

傳統觀點認為馬氏體中的碳由于溫度太低不可擴散，而在回火過程中將以碳化物的形式析出，目前在研究中發現碳化物的析出被抑制時，碳可從馬氏體向奧氏體中擴散。Rao和Thomas以高分辯點陣象，Sarikaya和Thomas以場離子顯微鏡和原子探針測定了殘余奧氏體中的碳含量，證明在馬氏體相變過程中存在碳的擴散。馬氏體相變同時碳原子能擴散進入奧氏體中使其富碳，降低了M_s點，引起奧氏體化學穩定化。J.Speer等在2003年提出了碳分配原理，并且闡述了碳從馬氏體向奧氏體分配的過程，使奧氏體富碳，室溫下獲得穩定的殘余奧氏體。

發明內容

本發明的目的在于，以傳統冷軋相變誘導塑性鋼成分為基礎，通過淬火配分提高相變誘導塑性鋼強塑性的方法，得到的鋼材力學性能優于傳統冷軋TRIP1000，并且所需合金量少，達到降低材料厚度的要求。

本發明通過以下技術方案實現的，具體步驟如下：

1)????將冷軋板加熱至750-850℃，使其部分奧氏體化,得到一部分鐵素體和奧氏體，實現碳的第一次富碳，奧氏體中的碳含量大于原始成分中的碳含量；

2)????將加熱后的冷軋板以40-60℃/s冷速急冷至220-300℃，使奧氏體部分轉變為馬氏體；

3)????將工件再加熱到350-450℃，保溫10-1000s；使碳馬氏體向未轉變奧氏體擴散，完成第二次富碳；

4)????最后快速冷卻至室溫，得到鐵素體、馬氏體、殘余奧氏體的復相組織。

為了得到一部分的鐵素體，保證第1)步加熱溫度為A_c1-A_c3之間，其中A_c1、A_c3點通過熱膨脹實驗得到；保溫之后的第2)步淬火溫度介于M_s與M_f之間，M_s、M_f點可以通過熱膨脹法測得，M_s點也可以通過公式得到：M_s=539－423w(C)－30.4w(Mn)－7.5w(Si)，其中：w(i)為i元素的質量分數；具體淬火溫度與馬氏體量滿足關系式：V_m=1-exp[-0.011(M_s-T_q)]，其中V_m?是馬氏體量、M_s表示馬氏體轉變開始點、M_f表示馬氏體轉變結束點、T_q淬火溫度。

通過淬火配分提高相變誘導塑性鋼強塑性的生產工藝，其特征在于鋼的成分質量百分比為：C：1.5-2%，Si：1.0-1.5%，Mn：1.0-2.0%，Al≤0.8%，P≤0.001，S≤0.01%，其余為Fe及不可避免雜質。

本發明在不改變相變誘導塑性鋼成分的基礎上，通過兩相區的淬火-配分工藝，通過兩次配分過程使奧氏體富碳，室溫下獲得穩定的奧氏體，最終得到鐵素體、馬氏體和殘余奧氏體復相組織，鋼的鐵素體組織提高了延伸率，馬氏體組織提高了鋼的強度，殘余奧氏體在變形過程中發生TRIP（Transformation-Induced?Plasticity）效應轉變為馬氏體，一方面提高了延伸率，另一方面延緩了裂紋的產生，提高了均勻延伸率。

通過本發明的工藝，得到鋼件的力學性能為：屈服強度600-720MPa，抗拉強度960-1060MPa，延伸率20-25%，相比TRIP1000，強度相當，塑性更好，并且所需要合金少。

附圖說明

圖1為通過本發明工藝得到的高分辨掃描電子照片；

圖2為通過本發明工藝得到的透射照片（板條狀馬氏體）；

圖3為通過本發明工藝得到的透射照片（殘余奧氏體）。

具體實施方式

實施例1：