[發明專利]一種低碳含磷冷軋復相鋼及其制備方法

無效

• 申請號: 201310077136.8
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103131946A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 何燕霖;趙俊杰;朱娜瓊;李麟;張梅
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C22C38/06
• 分類號: C22C38/06;B21B1/02;B21B37/74
• 代理公司: 石家莊匯科專利商標事務所 13115
• 代理人: 王琪

技術領域

本發明涉及一種低碳含磷冷軋復相鋼及其制備方法。屬特種鋼熱處理加工技術。

背景技術

隨著節能減排以及經濟性和安全性要求的不斷提高，采用高強鋼實現汽車的輕量化，已經成為現代汽車工業發展的主要趨勢。近些年來，先進高強度鋼(Advanced?High?Strength?Steel)中的雙相鋼(DP)、復相鋼(CP)、相變誘發塑性鋼(TRIP)和馬氏體鋼(MART)等的研究開發和應用已經成為鋼鐵制造商和汽車制造商共同的研究熱點，其中部分鋼種已經實現穩定供貨并批量化應用。高強度低碳微合金復相鋼(CP鋼)以鐵素體、貝氏體和馬氏體以及析出物為組成相，通過微合金化及控軋控冷技術，降低碳含量，不但能夠得到理想的強度和足夠的成形性，而且具有良好的加工硬化特性、焊接性能、能量吸收能力和高的殘余形變量。其目標抗拉強度為800-1000MPa，特別適用于制造要求良好抗沖擊性能的零件如車門防撞桿、保險杠和B立柱等安全零件，其應用對實現汽車輕量化及提高安全性具有重要的意義，逐漸成為汽車用超高強度鋼板研究的重點之一。另外，低的合金含量所具有的經濟性，高強度及良好的焊接性能，使其在其它領域的結構件上也有廣闊的市場前景。

目前復相鋼的研究工作主要圍繞合金成分設計和工業化生產中控軋控冷工藝的優化展開，以期得到既滿足性能要求又經濟的鋼種。通常是采用加入微合金元素提高強度，但是第二相碳化物在生產過程中不易控制，一旦粗化則會嚴重影響CP鋼的性能。因此，本研究不采用該合金設計方案。

為了進一步優化CP鋼性能，增加碳含量使其強度提高不失為一種切實可行的方法。但是碳含量的提高也即意味著鋼中碳當量的提高，對于材料的焊接性能而言是不利的。此外，硅在貝氏體鋼中有固溶強化和降低貝氏體開始轉變溫度的作用，它與錳合理匹配能提高鋼的強度和韌性，但硅含量太高會造成鋼板表面涂覆性能變差，因此本研究以Al、P部分代Si，可起到固溶強化的作用，而且經過Mclean動力學計算，P在短時間保溫過程中基本不會發生晶界偏聚，經過3DAP（三維原子探針）觀察沒有發現P在晶界偏聚，而且低溫性能測試也證實了該鋼種不會因為P的添加而降低其沖擊性能。室溫拉伸性能測試結果表明，所設計的低碳含磷復相鋼在節約成本的前提下達到了預期的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種特殊成分的低碳含磷冷軋復相鋼及其熱處理加工方法。本發明的另一目的是通過添加Al和P，結合合適的熱處理工藝，得到碳當量較低且強塑性良好的鋼板。

本發明通過以下技術手段和措施來實現的：這種低碳含磷冷軋復相鋼重量百分組成為：

C0.08-0.12%，Si0.5-1.0%，Mn0.5-2.0%，Al0.1-0.5%，

P0.02-0.06%，Fe余量。

所述的低碳含磷冷軋復相鋼選擇的重量百分組成為：C0.09%，Si0.85%，Mn1.6%，Al0.40%，P0.05%，Fe余量。

所述的低碳含磷冷軋復相鋼選擇的重量百分組成為：C0.09%，Si0.85%，Mn0.85%，Al0.48%，P0.055%，Fe余量。

所述的低碳含磷冷軋復相鋼選擇的重量百分組成為：C0.11%，Si0.95%，Mn1.4%，Al0.45%，P0.05%，Fe余量。

所述的低碳含磷冷軋復相鋼，制備方法包括如下步驟：

A、將所述組分的鋼坯經冷軋，制成厚度為1.0-1.5mm的鋼板；

B、首先在940-980℃溫度下等溫保持2-8分鐘，然后快速冷卻至350-500℃，在該溫度下繼續等溫保持2-8分鐘；

C、然后將其水冷至室溫，即可得到低碳含磷冷軋復相鋼。

所述的低碳含磷冷軋復相鋼，步驟B所述制備方法優選為：首先在950℃溫度下等溫保持5分鐘，然后快速冷卻至450℃，在該溫度下繼續等溫保持5分鐘。

本發明的技術進步效果表現在：采用Al、P部分取代Si起到固溶強化的作用，避免了高硅造成的表面涂覆性能差及碳含量增加造成的焊接性差的缺點，結合熱處理加工工藝，可以獲得碳當量低于0.45%，而強度為840-880MPa，延伸率為12-16%的低碳含磷冷軋復相鋼。經過熱處理加工后，低碳含磷冷軋復相鋼主要由貝氏體、馬氏體和鐵素體組成，其中鐵素體的相對量為10-20%（體積百分數，下同），貝氏體50-80%，余者為馬氏體。低碳含磷冷軋復相鋼的抗拉強度可以達到840MPa以上，拉斷延伸率達到12%以上，碳當量低于0.45%，可保證良好的焊接性能。

具體實施方式

實施例1：