[發(fā)明專利]一種經(jīng)亞溫退火處理的含釩超深沖雙相鋼的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110439097.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN102517492A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙征志;汪志剛;趙愛民;唐荻;米振莉;武會(huì)賓;葉潔云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C38/12
• 分類號(hào): C22C38/12;C21D8/04;C21D1/26;C21D11/00
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及到一種經(jīng)亞溫退火處理的含釩超深沖雙相鋼的制備方法，主要通過合理的成分設(shè)計(jì)和熱處理工藝優(yōu)化制備一種高強(qiáng)超深沖雙相鋼，其核心熱處理工藝為亞溫退火加臨界區(qū)連續(xù)退火。

背景技術(shù)

近些年來，高強(qiáng)及超高強(qiáng)雙相鋼（DP鋼）發(fā)展迅猛，為汽車工業(yè)在減輕自重、節(jié)約能源方面做出了巨大貢獻(xiàn)。在熱處理型鐵素體加馬氏體雙相鋼中，目前590MPa級(jí)的延伸率能達(dá)到30%以上，而超高強(qiáng)級(jí)別的抗拉強(qiáng)度能達(dá)到1180MPa，延伸率超過12%。雙相鋼除了具有較好的強(qiáng)度和塑性配合外，它還具有連續(xù)屈服、低的屈強(qiáng)比和高初始加工硬化率等優(yōu)異特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于承受小變形的加強(qiáng)件、緊固件、保險(xiǎn)杠和支架等。然而，傳統(tǒng)雙相鋼的成型性能較差，難以滿足對(duì)沖壓性能要求較高的汽車零部件的生產(chǎn)。盡管目前對(duì)于該類汽車用鋼多采用沖壓成型性能優(yōu)良的鋁鎮(zhèn)靜鋼(08Al)或無間隙原子鋼(IF)，但是單一的鐵素體相不能滿足汽車用鋼日益增加的減重要求，主要考慮到它們的冶煉難度以及強(qiáng)度的增加極限。因此開發(fā)超深沖雙相鋼對(duì)于擴(kuò)大雙相鋼的使用范圍，降低成本和節(jié)約能源都是非常有意義的。

Landford等人提出用塑性應(yīng)變比(r)?來衡量材料的深沖性能，該方法一直沿用至今，傳統(tǒng)雙相鋼的r值一般在0.8～1.1，而08Al與IF鋼的r值基本都超過了1.2，甚至能達(dá)到2.0以上。相關(guān)研究認(rèn)為{111}晶面與{100}晶面的織構(gòu)密度的比值(I_{111}//RD/I_{100}//RD)與r值的高低存在近似線性關(guān)系，該比值越大，r值越高。這是因?yàn)?lt;111>//ND的纖維織構(gòu)能確保板厚度方向的高的塑性變形抗力而推遲裂紋或斷裂的產(chǎn)生，而<100>//ND則不利于板厚向的塑性變形。傳統(tǒng)雙相鋼中高含量的固溶碳以及較高含量的馬氏體相都不利于雙相鋼{111}方向再結(jié)晶織構(gòu)的發(fā)展，因此r值被惡化。?

影響雙相鋼深沖性能的因素之一是馬氏體組織結(jié)構(gòu)。其中馬氏體形貌、體積分?jǐn)?shù)和分布形態(tài)是關(guān)鍵控制點(diǎn)。而馬氏體是由奧氏體轉(zhuǎn)變而成，因此控制兩相區(qū)中奧氏體的組織結(jié)構(gòu)尤為重要。相關(guān)研究指出，進(jìn)入臨界區(qū)前的初始組織能夠影響到加熱過程中奧氏體形成的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)，這與加熱前后組織的自由能差異有很大關(guān)系。

傳統(tǒng)鐵素體加馬氏體雙相鋼擁有高的初始加工硬化率、低屈強(qiáng)比、最佳的強(qiáng)塑性配合以及非時(shí)效性等優(yōu)點(diǎn)，但是其深沖性能較差，r值小于1.1，難以滿足汽車面板或內(nèi)板以及沖壓性能要求較高的覆蓋件的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于保證雙相鋼一定強(qiáng)度和塑性的條件下，提高其r值，可以將其應(yīng)用于汽車用深沖性能要求較高的材料的生產(chǎn)。

基于此，本技術(shù)方案中提出亞溫退火來改善雙相鋼在進(jìn)入連續(xù)退火前的初始組織,從而得到合適的馬氏體體積分?jǐn)?shù)與組織結(jié)構(gòu)，既能保證足夠的強(qiáng)度，又能提高其r值。

一種生產(chǎn)冷軋高強(qiáng)超深沖雙相鋼的熱處理工藝，其所用鋼坯的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C：0.01~0.1%；Si：1.0~2.0%；Mn：0.1~1.0%；V：0.02~0.08%；P：0.01~0.1%；S：≤0.01%；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步對(duì)以上成分進(jìn)行優(yōu)選范圍為：C：0.01~0.05%；Si：1.0~1.5%；Mn：0.1~0.4%；V：0.03~0.06%；P：0.05~0.1%；S：≤0.01%；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明中各合金元素在雙相鋼中作用如下：

C：固溶C含量的高低，直接影響到雙相鋼能否實(shí)現(xiàn)以鐵素體為基體，馬氏體為第二相的組織特征。C含量過低，既得不到鐵素體加馬氏體雙相組織，又不能保證一定的強(qiáng)度要求。C含量過高，對(duì)位錯(cuò)的釘扎力加大，阻礙冷軋板中晶粒的滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)，抑制了形變?chǔ)死w維織構(gòu)的形成，尤其是對(duì)有利織構(gòu){111}<112>和{111}<110>的影響，從而惡化了材料的r值。因此本技術(shù)方案中，C含量控制在0.01%～0.05%范圍內(nèi)。

Si：Si元素是鋼中最有利的固溶強(qiáng)化元素，同時(shí)它還能夠提高C的活性，有效抑制了鐵素體和馬氏體晶界處碳化物的形成，從而使雙相鋼具有強(qiáng)度和塑性的良好配合。另外，Si元素還能抑制冷卻過程中珠光體或貝氏體相變，提高了亞穩(wěn)奧氏體的淬透性。除此之外，本技術(shù)方案中較高Si含量的添加，最大的效用是擴(kuò)大鐵素體加奧氏體兩相區(qū)，從而保證了后續(xù)亞溫退火與臨界區(qū)連續(xù)退火順利進(jìn)行。