[發明專利]一種高強塑性熱軋中錳鋼板及其臨界區軋制制備方法

在審

• 申請號: 201810968414.1
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109082590A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 許云波;胡智評;鄒英;顧興利;彭飛
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明屬于金屬材料研究領域，涉及一種高強塑性熱軋中錳鋼板及其臨界區軋制制備方法。熱軋中錳鋼板的成分按質量百分比為：C0.15～0.22％、Si0.30～0.70％、Mn6.0～7.5％、Al2.0～3.0％、V0.08～0.12％、P≤0.005％、S≤0.005％、N≤0.006％、O≤0.003％，其余為Fe和不可避免的雜質元素。制備方法：1)熔煉及鍛造；2)固溶處理；3)第一階段粗軋；4)第二階段精軋；5)臨界區退火，臨界區軋制溫度750～950℃，每道次壓下率為20～25％，累積壓下率40～50％，軋制至厚度為3.5～5.0mm，隨后淬火至室溫。本發明合理優化合金成分，結合臨界區軋制及軋后臨界區熱處理工藝，使熱軋中錳鋼板的屈服強度為700MPa以上，抗拉強度為980MPa以上，斷后延伸率為40％以上，強塑積大于40GPa％。

技術領域

本發明屬于金屬材料研究領域，涉及一種高強塑性熱軋中錳鋼板及其臨界區軋制制備方法，其所涉鋼板為屈服強度700MPa以上，抗拉強度在980MPa以上，斷后延伸率40％以上，強塑積大于40GPa％熱軋中錳鋼板。

背景技術

目前，汽車發展過程大致經歷三個階段：第一代AHSS主要以雙相鋼(DP)、相變誘導塑性鋼(TRIP)、復合鋼(CP)以及馬氏體鋼(M)等為代表。這類鋼是在傳統意義上的高強度鋼發展而來的。傳統高強鋼有IF鋼(HSSIF)、烘烤硬化鋼(BH)、各向同性鋼(IS)、高強含P和低合金高強鋼(HSLA)等，其共同特點在于組織為鐵素體單相組織，所涉及強化機制主要為細晶強化、固溶強化、以及析出強化。以上強化機制主要依靠控制軋制以及微合金化租金晶粒細化和細小碳化物析出。第一代AHSS的強化機制在此基礎上增添相變強化，通過控制冷卻速度使其組織均為多相組織。然而，第一代AHSS強度高的同時延伸率相對較低，成形性無法得到充分保證。為開發綜合性能更優的超高強鋼，阿賽洛等國際大型鋼鐵公司研究并開發高錳系列的孿晶誘導塑性(TWIP)鋼和具有誘導塑性的輕量化(L-IP)鋼。此類鋼是一種低層錯能的奧氏體鋼。該鋼在無外載荷作用時，室溫下的組織為穩定殘余奧氏體。但當其在外載荷作用下，由于應變誘導產生機械孿晶，會產生大的無頸縮延伸，顯示出非常優異的力學性能，主要表現為高的應變硬化率和強塑性。此類鋼被稱為第二代AHSS，主要以合金元素為代價換取優越的力學性能，其冶煉連鑄工藝、鋼材的延遲斷裂、切口敏感性以及可涂鍍性能都是防礙此類鋼廣泛應用的生產技術難題。第一代、第二代AHSS的研發中采用添加大量Cr、Ni、Nb和Al等合金元素，造成材料成本較高。同時由于合金元素過高不利于塑性變形，例如Al元素的加入使得熔煉過程難度加大，P元素加入容易出現脆性夾雜等。由此，美國鋼鐵企業提出開發第三代AHSS。其主要思想為在第一、第二代AHSS的微觀組織基礎上，降低合金含量，通過控制軋制及控制冷卻結合晶粒細化、固溶強化、析出強化及位錯強化等強化機制來提高強度。通過調整組織中相的組成和比例利用應變誘導塑性、剪切帶誘導塑性及孿晶誘導塑性來提高塑性和成形性能。

中國專利(公開號CN104694816A)強塑積大于30GPa％的高Al中錳鋼的制備方法，該冷軋鋼板各組分重量百分比為：C：0.10～0.35％，Mn：5.0～9.0％，Al：4.0～7.5％，余量為Fe及不可避免的雜質。通過高Al含量的添加促進臨界區退火過程中的奧氏體穩定化，多量亞穩態逆轉奧氏體的TRIP效應促進該鋼板的強塑性。但是該發明產品中抗拉強度均小于810MPa，斷后延伸率均大于40％，主要通過大幅度提高材料塑性增大強塑積；然而作為先進汽車用鋼，較低的抗拉強度顯然不滿足“高強減薄”的輕量化理念。