[發明專利]一種孿晶誘導塑性鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201380030717.4
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN104379277A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 何麗麗
• 申請（專利權）人: 何麗麗
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18;C21D8/00;C22C38/12;C22C38/14
• 代理公司: 深圳國鑫聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 44324
• 代理人: 鄧揚

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金和金屬材料，尤其涉及的是，一種孿晶誘導塑性鋼及其生產方法。

背景技術

煉鋼是通過氧化反應脫碳、升溫、合金化的過程，其主要任務是脫碳、脫氧、升溫、去除氣體和非金屬夾雜、合金化，主要包括鐵水預處理、轉爐吹煉、合金化、精煉、連續鑄鋼、軋鋼等步驟。

對于鋼材，其變形分為彈性變形(外力撤銷可以恢復原來形狀)和塑性變形(外力撤銷不能恢復原來形狀，形狀發生變化)，當應力超過彈性極限后，變形增加較快，此時除了產生彈性變形外，還產生部分塑性變形。當應力達到B點后，塑性應變急劇增加，曲線出現一個波動的小平臺，這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。由于下屈服點的數值較為穩定，因此以它作為材料抗力的指標，稱為屈服點或屈服強度。

當鋼材屈服到一定程度后，由于內部晶粒重新排列，其抵抗變形能力又重新提高，此時變形雖然發展很快，但卻只能隨著應力的提高而提高，直至應力達最大值。此后，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，并在最薄弱處發生較大的塑性變形，此處試件截面迅速縮小，出現頸縮現象，直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應力值稱為強度極限或抗拉強度。拉伸強度是指材料在拉伸應力下產生最大均勻塑性變形的應力值。

近年來開發的高錳形變孿晶誘導塑性鋼(Twinning?Induced?Plasticity,TWIP鋼)，在形變過程中產生形變孿晶具有TWIP效應，因而具備良好的機械性能，如同時具有高拉伸強度和高塑性。目前，國際上對TWIP鋼的研發包括第一代Fe-25Mn-Al-3Si-0.03C系列，以及第二代Fe-23Mn-0.6C系列。

汽車領域減重和減少氣體排放部件，需要高屈服強度的同時需具有良好的成形性，TWIP鋼在汽車減重方面有廣泛的應用前景，

但是，TWIP鋼雖然擁有高強度和高塑性，但是與其他先進高強度鋼鐵相比，TWIP鋼的屈服強度較低，約為200～400MPa，這一因素限制了其在汽車制造業的商業化應用。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種新型的孿晶誘導塑性鋼及其生產方法。

本發明的技術方案如下：一種孿晶誘導塑性鋼的生產方法，其包括以下步驟：煉鋼步驟、連鑄步驟與軋鋼步驟；在保護澆鑄的條件下，執行所述連鑄步驟；其中，所述保護澆鑄的條件是：采用保護渣，以5℃-10℃進行低過熱度澆鑄，拉速為0.5至1.5米/分鐘；在所述軋鋼步驟中，采用冷軋預變形，并且在接近完全再結晶溫度是進行退火處理。

優選的，所述生產方法中，所述軋鋼步驟中，采用變形量為10％-60％進行預變形冷軋。

優選的，所述生產方法中，所述軋鋼步驟中，包括回復及部分再結晶退火過程，其處理溫度在550至700攝氏度之間，處理時間為100至1000秒。

優選的，所述生產方法中，所述煉鋼步驟包括降硫磷氧過程，在所述煉鋼步驟結束時，硫低于0.0025％，磷低于0.0025％，全氧含量低于0.0015％。

優選的，所述生產方法中，所述煉鋼步驟包括合金化過程，其添加總質量百分比為0.01-2％的以下至少一種過渡金屬元素：鈦、鈮、釩。

優選的，所述生產方法中，所述軋鋼步驟包括金屬析出過程，所述軋鋼步驟結束時，過渡金屬析出物相的體積分數為1％-2％，大小為15nm至150nm；并且，金屬析出物相Al(C,N)的體積分數為0.2％-0.5％，大小為15nm至150nm。

優選的，所述生產方法中，所述保護澆鑄采用保護渣實現，保護渣的成分的質量百分比為：氧化鈣30％-40％、二氧化硅30％-40％、三氧化二鋁5％-10％、氧化鎂5％-10％，以及余量為氧化鈉和氟。

優選的，所述生產方法中，所述連鑄步驟中，采用結晶器電磁攪拌控制減少柱狀晶比率增加等軸晶比率，鑄坯等軸晶比率在70％以上，凝固末端采用電磁攪拌，用于使得鑄坯組織均勻并減少碳、磷、硫偏析，碳中心偏析度控制在1.0-1.1之間，磷、硫中心偏析度分別控制在1.0-1.15之間，錳中心偏析度控制在1.0-1.2之間。