[發明專利]一種C-Mn-Al系TRIP590鋼的Q&P熱處理方法

無效

• 申請號: 201410082950.3
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103820613A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王建軍;王炳權;劉沿東;孟慶格;劉春明
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于材料熱處理技術領域，特別涉及一種C-Mn-Al系TRIP590鋼的Q&P的熱處理方法。

背景技術

當今世界，汽車與人們的生活已密不可分，但使用汽車帶來的高能耗、高污染問題也隨之出現。隨著人們對環保、資源和能源的重視不斷加強。人們迫切的需要汽車實現輕量化。

實現汽車輕量化的主要方法是降低鋼板的厚度，但對于采用傳統工藝成產出的汽車用板材鋼，降低鋼板厚度會兩大缺點，無法滿足生產要求。第一，傳統塑性好的鋼材的強度不足，隨著鋼板厚度的降低，汽車的抗變形能力變差，汽車的安全性能得不到保證；第二，傳統強度高的鋼材塑性太差，給汽車生產成型過程帶來了極大的困難。

Q&P（Quenching?and?Partitioning）熱處理工藝后生產出來的鋼是一種新型的高強度高塑韌性的馬氏體鋼，屬第三代高強鋼，與傳統鋼材相比具有優異的強度和塑性綜合性能，作為汽車結構用鋼可大大減低汽車重量，增強車體抵抗撞擊的能力，提高運行安全性，具有很好的發展前景。

Q&P熱處理的母材一般為C-Mn-Al系和C-Mn-Si系的鋼，其中C-Mn-Al系的鋼由于Al元素的大量加入可以進一步降低鋼的質量，應用于汽車結構鋼上可以達到節能減排的目的。TRIP590鋼屬于C-Mn-Al系鋼的一種，這種鋼被廣泛應用于Q&P熱處理鋼的母材。

然而以TRIP590鋼作為母材經Q&P熱處理工藝生產出來的鋼，目前其強塑積都小于20000MPa%，說明現有的Q&P熱處理工藝參數值尚不能達到一個令人滿意效果，其中涉及到的工藝參數還不能合理地相互配合，因此，Q&P熱處理工藝參數仍需要不斷摸索。

發明內容

針對現有技術中熱處理工藝存在的欠缺，本發明提供一種C-Mn-Al系TRIP590鋼的Q&P的熱處理方法，目的是通過奧氏體化、淬火、配分制度合理的相互配合，生產出具有更高強塑積的C-Mn-Al系鋼。

實現本發明目的的技術方案按照以下步驟進行：

（1）奧氏體化：將經過前處理的C-Mn-Al系TRIP590冷軋鋼板，于1000-1150℃保溫2-5min；

（2）淬火：保溫結束后鋼板迅速淬火冷卻至200-220℃保溫，10-30s；

（3）配分：淬火后再快速加熱到350-370℃進行配分，控制配分時間在30-60s之間，最后進行水淬，得到強塑積21000-22000MPa%、延伸率達到22.0-23.0%的高強塑積汽車用TRIP590鋼。

所述的前處理是將TRIP590冷軋鋼板除銹去油，清洗干凈，以避免熱處理過程中的受熱不均。

與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是：

本發明技術方案中奧氏體制度的選擇與奧氏體、鐵素體體積分數的對應關系，選取兩相區奧氏體化制度，以實現奧氏體與鐵素體體積分數的合理分配從而獲得較高的強塑積，最終確定奧氏體化溫度在1000℃-1150℃之間，奧氏體化時間在2-5min之間，奧氏體化后馬上淬火；

淬火制度的選擇對奧氏體向馬氏體轉化程度有很大影響，選取合適的淬火制度，能夠獲得比較適當的奧氏體與馬氏體體積比，本發明是將奧氏體化后的拉伸試樣迅速放入鹽浴中淬火，淬火溫度在200℃-220℃之間，保溫時間在10s-30s之間。淬火制度完成后馬上進行配分處理；

由于配分制度的合理選擇能夠使碳原子大量有效地富集到奧氏體中，又可以防止碳化物的大量析出，最終使材料獲得大量的殘余奧氏體，從而通過殘余奧氏體的TRIP效應提高材料的強塑積，將淬火后的試樣迅速放入鹽浴中配分，配分溫度在350℃-370℃之間，配分時間在30s-60s之間，最終得到高強塑積的汽車用鋼。

本發明中的熱處理工藝，就是通過奧氏體化、淬火、配分制度的合理選擇及相互配合盡量大的提高鋼中殘余奧氏體的含量，從而通過殘余奧氏體的TRIP效應大幅提高鋼的強塑積。相比以往的Q&P熱處理制度，本發明中的奧氏體化、淬火、配分制度配合在一起后，產生的綜合性能更好，能更大幅度的提高材料中的殘余奧氏體含量，從而大幅度提高材料的強塑積，比以往工業Q&P熱處理生產出的鋼強塑積高，達到21000MPa%-22000MPa%，其中的延伸率可以達到23%左右，這是采用標準國標拉伸試樣測得的，數值可靠，這樣的延伸率可以大幅的提升鋼的成型性能，因而對于汽車用鋼而言極具發展前景。