[發明專利]一種超細晶鐵素體/低溫貝氏體雙相鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201611128627.0
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106868281B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 王天生;趙婷;王玉輝;趙敬;賀延明;王岳峰
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02;C21D1/20;C22C38/58;C22C38/44;C22C38/34;C22C38/22;C22C38/04
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 墨偉;彭競馳

本發明公開了一種超細晶鐵素體/低溫貝氏體雙相鋼及其制備方法，屬于鋼鐵材料工程領域。所述超細晶鐵素體的晶粒尺寸為0.5~3μm，低溫貝氏體的板條尺寸為75~300 nm；超細晶鐵素體的體積含量為15~75%；該雙相鋼通過將回火屈氏體組織的鋼軋制變形加熱再結晶形成超細鐵素體和細晶奧氏體，細晶奧氏體再進行低溫貝氏體轉變而制得，具有高強度、高塑性、低屈強比和高強塑積，綜合力學性能良好的優勢，且該制備工藝流程簡單易行、容易控制，有利于實現工業化生產。

技術領域

本發明屬于鋼鐵材料工程領域，涉及一種雙相鋼及其制備方法，特別是一種超細晶鐵素體/低溫貝氏體雙相鋼及其制備方法。

背景技術

傳統鐵素體/馬氏體雙相鋼屈強比較低，初始加工硬化速率高且塑韌性良好。但由于鐵素體和馬氏體間強度差異較大，微裂紋容易沿著鐵素體/馬氏體相界面擴展擴，從而導致擴孔性能不佳，在擴孔翻邊工序中常出現開裂。而鐵素體/貝氏體雙相鋼則是用韌性更好的貝氏體替代了馬氏體，具有比鐵素體/馬氏體雙相鋼更好的翻邊和擴孔性能，以及更好的拉伸性能和沖擊韌性，更適于制造形狀復雜的汽車零部件（如車輪、底盤、懸掛等）、工程機械零部件和抗大應變管線。

目前，鐵素體/貝氏體雙相鋼主要用低碳低合金鋼（包括微合金化和非微合金化的）通過控軋控冷的方法制備，制備方法已在多項專利中公開，例如申請號為200910169738.X的中國專利公開了一種高抗拉強度熱軋鐵素體貝氏體雙相鋼及其制造方法，該抗拉強度在514~535MPa之間，屈強比在0.63以上，但是在抗拉強度還是比較低，韌性不夠。為了獲得具有更優異綜合力學性能的鐵素體/貝氏體雙相鋼，科研工作者分別對其鐵素體和貝氏體組織進行了深入的研究和改善。首先將鐵素體組織進行細化，使鐵素體晶粒尺寸細化至微米級(1~4 μm)，即超細鐵素體組織，超細鐵素體因其較高的強度而使雙相鋼性能提高；其次貝氏體組織也在不斷改進，無碳化物貝氏體、低溫貝氏體等具有優異強韌性的貝氏體組織也逐步被運用到雙相鋼中，超細鐵素體和高強韌貝氏體結合的雙相鋼成為當今科研學者研究的重點和熱點。

發明內容

本發明要解決的技術問題提供一種工藝簡單、制備效率高、易于精確控制、質量穩定性高的超細晶鐵素體/低溫貝氏體雙相鋼及其制備方法，其將回火屈氏體組織的鋼軋制變形、加熱再結晶形成超細鐵素體和細晶奧氏體，細晶奧氏體再進行低溫貝氏體轉變；其工藝簡單，形成的雙相鋼具有超高強度和良好塑性。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種超細晶鐵素體/低溫貝氏體雙相鋼的制備方法，包括煉鋼、退火、熱軋和回火在內的工藝步驟，具體包括以下步驟：

A、煉鋼：按照鋼材的設計要求計算投料比例、熔煉、并澆注成鋼錠；

B、將所述鋼錠經退火、熱軋、淬火和回火制得回火屈氏體組織的板坯；

C、軋制變形：將回火屈氏體組織的板坯經5~7道次、進行總壓下量為30~50%的軋制變形，制得軋制板材；

D、熱處理：將步驟C中所述軋制板材加熱至“α+γ”兩相區部分奧氏體化的溫度、保溫，再放入高于兩相區奧氏體的馬氏體開始點溫度5~40℃的鹽浴爐中進行等溫貝氏體轉變，最后空冷至室溫，得超細晶鐵素體/低溫貝氏體雙相鋼。

優選的，步驟B的具體工藝步驟包括：

B1、退火、熱軋：將所述鋼錠加熱至1200℃~1250℃保溫2~5h進行均勻化處理；然后空冷至1150~1180℃開軋，經過4~7道次軋制成熱軋板坯，熱軋的總壓下量為30~50%，終軋溫度為不低于880℃，熱軋板坯空冷至室溫；

B2、淬火和回火：將經過步驟B1處理的熱軋板坯重新加熱至800~1000℃保溫20~40min后，迅速放入油中淬火冷卻至室溫，然后放入450~550℃的爐子中保溫1 h，出爐空冷至室溫，制得回火屈氏體組織的板坯。