[發明專利]一種多維度增強增塑生產高強塑積超高強度第三代汽車用鋼的方法

有效

• 申請號: 201711246316.9
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107974631B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 朱國輝;王永強;丁漢林;陳其偉
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/02;C21D8/02
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 杜袁成

本發明公開了一種多維度增強增塑生產高強塑積超高強度第三代汽車用鋼的方法，屬于新材料技術領域。該方法以使用性能逆向設計開發了低合金含量的碳?鉻?錳?鈮微合金鋼品種體系，以此為基礎提出了以開發第二相粒子增強增塑的原理和適用條件為基礎，配合組織細化和多相組織設計的多維度增強增塑的新的技術路線，保證鋼鐵材料在超高強度條件下實現塑性的提高，突破同時實現鋼鐵材料的強度和塑性的高性能化的技術難題，從而在1200MPa以上抗拉強度的水平上，實現強塑積達到20GPa％以上的高強塑積目標。本發明利用多種機制在現有裝備條件下制備超高強度高強塑積汽車用鋼，是一種低成本、低能耗、易于實現，適合第三代汽車用鋼大規模工業生產的新方法。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，具體涉及一種增強增塑生產高強塑積超高強度第三代汽車用鋼的方法，具體用于第三代汽車用鋼的開發，滿足汽車安全性和輕量化的要求。

背景技術

抗拉強度在1000MPa級以上的超高強度汽車用鋼主要用于汽車成員艙和防撞梁等重要結構零部件，對汽車安全性起著決定性的作用。一般而言，材料強度的提升往往以犧牲塑性為代價。因此，現有的超高強汽車用鋼的塑性相對偏低，以目前常用的第一代汽車用鋼DP980和DP1180等為例，其延伸率往往不足10％。由此，引起兩個不容忽視的問題：1)超高強度鋼的變形和部件成形困難，容易在成形過程中出現斷裂、回彈和模具磨損等問題；2)汽車零部件吸收碰撞過程中強大沖擊能量的能力降低，易產生結構破斷而造成人員傷害。

如何實現汽車用鋼在超高強度條件下的塑性提升已成為國內外的研究熱點之一，當前研究工作中，第三代汽車用鋼中相對比較典型的鋼種主要是淬火-配分鋼和中錳鋼，但是在淬火-配分工藝中需要高額投資改造專用高強鋼生產線；而中錳鋼生產技術難度大，因此上述技術路線目前除極個別鋼鐵企業能夠生產較低強度級別的產品外，并未在工業生產中得到大規模生產推廣和應用。發明專利(201310121568.4、201310520580.2、201510498959.7)等主要申請了淬火配分(QP)鋼的制備和熱處理方法。發明專利(201610490062.4、201510112679.8)等主要涉及中錳鋼的奧氏體逆相變的制備方法和相關的工藝參數。這些技術路線中塑性提升主要是通過殘余奧氏體相變誘發塑性或孿生誘發塑性的機制，沒有提及利用多種增塑機制復合效應的多維度增強增塑來提高超高強度條件下塑性的問題，也沒有從冷軋退火工藝和熱成形工藝的共性方法解決成分設計和工藝設計的關鍵科學和技術問題。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提出一種多維度增強增塑生產高強塑積超高強度第三代汽車用鋼的方法，該方法立足于現有的工業生產裝備和技術條件，提出了通過Nb/Ti微合金化，利用第二相粒子尺寸分布和基體組織細化之間的定量協調作用，使第二相粒子從傳統的彌散強化轉化成增強增塑，在此基礎上配合以組織細化和多相組織調控實現多維度增強增塑。

為了解決以上技術問題，本發明是通過以下技術方案予以實現的。

一種多維度增強增塑生產高強塑積超高強度第三代汽車用鋼的方法，該方法通過低溫軋制、冷軋退火以及時效處理實現；或通過低溫軋制、熱成形以及中斷淬火實現。

所述第三代汽車用鋼的成分，以質量百分比計，碳含量為0.15～0.30％，鉻含量為1.5～3.0％，錳含量1.5～3.5％，鈮含量為0.03～0.12％，鈦含量為0.01～0.05％，氮含量為0.002～0.004％，硅含量為0.05～1.0％。

所述低溫軋制溫度為850～900℃；所述冷軋退火溫度為700～1000℃；所述時效處理溫度300～500℃；所述熱成形加熱溫度為930℃；所述中斷淬火溫度為300℃～400℃。

本發明的技術方案主要從合金化設計、第二相析出和組織細化以及多相組織設計實現多維度增強增塑的。