[發(fā)明專利]一種改善Fe-Mn-Al-C系TRIP鋼力學(xué)性能的熱處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910839718.2
• 申請(qǐng)日: 2019-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN110438315A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章小峰;萬(wàn)亞雄;李家星;武學(xué)俊;黃貞益
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C21D8/02
• 分類號(hào): C21D8/02;C21D6/00;C22C38/04;C22C38/06
• 代理公司: 安徽知問(wèn)律師事務(wù)所 34134
• 代理人: 王亞軍;金貝貝

本發(fā)明公開了一種改善Fe?Mn?Al?C系TRIP鋼力學(xué)性能的熱處理方法，屬于新材料熱處理領(lǐng)域。本發(fā)明包括以下步驟：S1、冶煉：按照TRIP鋼合金成分準(zhǔn)備錳塊、鐵塊、鋁塊以及碳粉，在保護(hù)氣體氛圍下冶煉；S2、鍛造：將熔煉好的鋼錠加熱保溫，鍛造為鋼坯，空冷至室溫；S3、熱軋：將坯料在加熱爐中加熱保溫，并軋成熱軋板，軋后采用空冷；S4、淬火及回火處理：將熱軋板工件鋼以預(yù)設(shè)速度加熱升溫至淬火溫度，將工件水淬至室溫，然后加熱保溫，隨后空冷至室溫。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)中TRIP鋼熱處理成本較高、工藝復(fù)雜的不足，采用淬火+回火工藝，相比于臨界熱處理+貝氏體等溫轉(zhuǎn)變和奧氏體逆轉(zhuǎn)變，該方法操作簡(jiǎn)單，比傳統(tǒng)的熱軋TRIP鋼的性能更優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種改善Fe-Mn-Al-C系TRIP鋼力學(xué)性能的熱處理方法。

背景技術(shù)

實(shí)現(xiàn)汽車輕量化已成為當(dāng)今汽車行業(yè)的普遍共識(shí)。而發(fā)展具有更高強(qiáng)度和更高韌性的汽車用鋼是實(shí)現(xiàn)車身減重的一條行之有效的途徑。提高材料的強(qiáng)度和韌性一直以來(lái)都是材料研究領(lǐng)域的重要課題之一。相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)鋼因其具有良好的強(qiáng)度和塑性的匹配而成為汽車用鋼的理想材料。傳統(tǒng)的低合金TRIP鋼組織由鐵素體、貝氏體和殘留奧氏體相組成(一般情況下還會(huì)存在少量的馬氏體相)。其中，殘留奧氏體相室溫下處于亞穩(wěn)狀態(tài)，在TRIP鋼變形過(guò)程中會(huì)發(fā)生應(yīng)力/應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體相變，使材料的局部加工硬化能力提高并推遲頸縮的發(fā)生，從而同時(shí)提高了鋼的強(qiáng)度和塑性，此即所謂的TRIP效應(yīng)。因此，組織中處于亞穩(wěn)狀態(tài)的殘留奧氏體相對(duì)于TRIP鋼的力學(xué)行為具有重要的作用。而這種作用一方面是通過(guò)殘留奧氏體相的體積含量來(lái)影響，另一方面則通過(guò)殘留奧氏體相在TRIP鋼變形過(guò)程中的馬氏體相變行為來(lái)影響。

常規(guī)TRIP鋼熱處理方式一般為臨界熱處理+貝氏體等溫轉(zhuǎn)變，其最終組織為α鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體，可能還存在少許馬氏體。對(duì)于大多數(shù)中錳鋼，常用熱處理方式為奧氏體的逆轉(zhuǎn)變，該工藝條件要數(shù)小時(shí)或數(shù)天才能得到盡可能多的穩(wěn)定奧氏體。TRIP鋼常用的以上兩種熱處理工藝較復(fù)雜且所耗時(shí)間較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本升高。

綜上所述，如何使Fe-Mn-Al-C系TRIP鋼經(jīng)過(guò)一種可以簡(jiǎn)單實(shí)施的熱處理方法后，可以提高其強(qiáng)度和塑性是是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

經(jīng)檢索，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?019101350096，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：利用γ→α同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變提升Fe-Mn-Al-C雙相鋼力學(xué)性能的熱處理工藝，該申請(qǐng)案公開了一種利用γ→α同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變提升Fe-Mn-Al-C雙相鋼力學(xué)性能的熱處理工藝，鋼材在熱軋后加熱至1273～1373K，保溫30min～1h，然后進(jìn)行水冷至室溫，隨后進(jìn)行冷軋?zhí)幚恚渥冃瘟?0～80％。選擇兩相區(qū)溫度對(duì)冷軋鋼板進(jìn)行退火處理，退火溫度不高于冷軋前的保溫溫度，退火時(shí)間10s～5min。該申請(qǐng)案得到一種奧氏體晶界處發(fā)生γ→α轉(zhuǎn)變的雙相組織，γ相和α相取向滿足K-S關(guān)系，同時(shí)奧氏體內(nèi)C的固溶量增加，實(shí)現(xiàn)了鋼材屈服強(qiáng)度和韌性的提升，是一種同時(shí)提高雙相鋼強(qiáng)度和塑性的熱處理工藝，但該申請(qǐng)案在操作便利性上仍具有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中TRIP鋼熱處理成本較高、工藝復(fù)雜的不足，擬提供一種改善Fe-Mn-Al-C系TRIP鋼力學(xué)性能的熱處理方法，采用淬火+回火工藝，相比于臨界熱處理+貝氏體等溫轉(zhuǎn)變和奧氏體逆轉(zhuǎn)變，該方法操作簡(jiǎn)單，并且可以獲得抗拉強(qiáng)度為1124～1244Mpa，延伸率在17％～27.58％的高強(qiáng)鋼，比傳統(tǒng)的熱軋TRIP鋼的性能更優(yōu)異，針對(duì)汽車輕量化用鋼的高強(qiáng)度、高塑性的要求，有望成為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的有效工藝。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種改善Fe-Mn-Al-C系TRIP鋼力學(xué)性能的熱處理方法，包括以下步驟：