[發明專利]橋殼用鋼BQK580析出物控制方法

在審

• 申請號: 201710453836.0
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107385136A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張愛梅;吾塔;趙亮
• 申請（專利權）人: 寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21C1/02
• 分類號: C21C1/02;C21C7/064;C21C7/068;C21D8/00;B22D11/16;C22C33/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯知識產權代理有限公司65107
• 代理人: 李振中

技術領域

本發明涉及一種橋殼用鋼BQK580析出物控制方法。

背景技術

BQK580為常用的較高鋼級的橋殼用鋼種，隨著重型汽車的發展以及輕量化的要求，正在逐步替代強度級別較低的熱成型橋殼用鋼。汽車橋殼用鋼在汽車中的作用非常重要，而且制造中變形又較為復雜，涉及沖壓、焊接、熱處理等加工，既要滿足產品的技術要求，又要適應大批量流水生產等工藝要求。為此，對于汽車橋殼用鋼所選用的鋼材也相應提出了嚴格的要求：（1） 鋼材必須保證汽車橋殼用鋼有足夠的強度和壽命。汽車在行駛中，汽車橋殼用鋼所處條件異常惡劣，在高速重載行駛條件下，要承受力載荷的沖擊，由此對汽車橋殼用鋼的強度和疲勞性能提出了很高的要求。（2） 選用材料要保證汽車橋殼用鋼結構輕便，以降低汽車油耗。由于汽車橋殼用鋼在整車中所占比重較大，減少汽車橋殼用鋼質量對于降低整車質量具有重要意義。因而，汽車橋殼用鋼的高強化是必然的趨勢。（3） 選用鋼材應有良好的工藝性和可加工性。汽車橋殼用鋼制造過程中變形復雜，而且又是大批量流水生產，為使生產中盡最大可能地減少廢品和避免變形過程中缺陷的產生，材料要求有足夠的可塑性和良好的焊接性能。（4）汽車橋殼用鋼是大量消耗鋼材的部件，在滿足設汁和工藝要求的同時，應盡量降低鋼的成本。綜上:要想獲得580 MPa的高強度及高韌性，必須同時利用多種強化機制，其中析出強化尤為重要。

析出強化:在組織強化機理中，析出強化主要是通過微合金碳氮化物在轉變過程中的相間析出或轉變后在鐵素體晶內析出而產生的強化方式。這些細小彌散的析出物在鐵素體中析出，利用其阻礙位錯移動的原理可以產生顯著的強化效果，并且析出物能夠阻礙轉變或轉變后的鐵素體晶粒的長大，釘扎晶界，從而獲得細化的晶粒。微合金元素碳氮化物在控制軋制過程中的析出可以分為三個階段：第一階段，在原料加熱過程中，均熱未溶的微合金碳氮化物質點通過釘扎和阻礙晶界的移動，阻止均熱時奧氏體晶粒的粗化，保證細小的均熱奧氏體晶粒得以生成。第二階段，在控軋過程中應變誘導析出物通過釘扎晶界和亞晶界的作用顯著地阻止奧氏體再結晶和晶粒的長大，有利于控軋控冷過程中組織的細化，細化的組織在冷卻時保留到室溫，將會產生一定的細晶強化的效果。第三階段，一些合金元素殘留在奧氏體中，在原奧氏體相變過程中，微合金元素進一步在鐵素體中析出，這些析出物產生顯著的析出強化效果。

20世紀50年代末，Orowan提出了位錯繞過第二相運動的繞越機制-Orowan機制，Orowan強化機制中，析出強化的第二相粒子的尺寸必須為納米數量級，只有這樣才能起到較為明顯的強化作用。1968年部分科研工作者在含Nb鋼中觀察到了納米級的碳氮化Nb粒子。研究工作證明即使是微量微合金碳氮化物在鋼中也可以有效的產生強化作用。為了使相變前奧氏體晶粒保持細小，要求碳氮化物粒子在奧氏體中不溶或在軋制過程中析出，碳氮化物在奧氏體的形態與其在原奧氏體的溶解度有密切的聯系，溶解度越大越難以析出，在控軋控冷過程中，一般來說，微合金碳氮化物的析出強化隨在奧氏體中溶解度的提高而增強。在其它的條件相同時，析出強化的強度隨析出物體積分數增加和質點尺寸減小而增高。TiN化物在奧氏體內的溶解度低，非常穩定，在軋制加熱或焊接再加熱的條件下都很難溶解，因而可以有效抑制奧氏體晶粒長大。Nb的碳氮化物溶解度較低，會在熱軋過程中析出，能明顯阻礙變形奧氏體再結晶，不僅可以起到析出強化，還可以起到較為明顯的細晶強化。氮化物比相應的碳化物溶解度低，對V、Ti尤為明顯。在軋制過程中，微合金元素奧氏體再結晶的影響有很大差異。Nb溶解度較低，軋制時在奧氏體中析出的細小粒子對晶界的釘扎力大于再結晶的驅動力，可以提高再結晶溫度。V有較高的溶解度，熱變形時在奧氏體中處于固溶狀態，相變的最后階段析出，起到析出強化作用。碳氮化物除了對原奧氏體的影響外，其在鐵素體內的析出阻礙晶粒長大的作用也十分重要，特別是在熱軋帶鋼卷取后冷卻過程中，析出物的大小很重要。通過控制轉變溫度可以控制析出物的尺寸，卷取溫度越低，組織內析出顆粒越細。同時，由于冷卻速度增加，析出物的尺寸變得更為細小，也增加了強度。但是，由于析出需要一段時間的過渡，過快的冷卻速度會抑制析出，因而在低溫卷取時，雖然鐵素體的晶粒尺寸十分細小，但由于析出強化減弱，屈服強度不會得到顯著的提高。這時，很細的鐵素體晶粒提供了幾乎所有強度，析出強化效果不明顯，因而強度不是太高。

按照析出物的尺寸將析出物分為以下幾類：（1）鋼坯加熱時殘留的大而未固溶的沉淀物；（2）高溫γ區形成的粗大沉淀物；3）非再結晶γ區軋制后因應變誘發沉淀作用生產的精細沉淀物；（4）高溫α區形成的精細沉淀物；（5）軋制后冷卻過程中析出的精細沉淀物。