[發明專利]一種循環軋制高強高韌雙相鋼制備方法

有效

• 申請號: 201911329540.3
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111041178B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 龐卓銳;付立銘;單愛黨
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開一種循環軋制高強高韌雙相鋼制備方法，涉及金屬材料加工技術領域，包括以下步驟：步驟1、初軋制：對原料進行高溫初軋后水冷至室溫，得到初軋鋼板；步驟2：大變形循環軋制，具體包括如下步驟：步驟2.1：預處理：將所述初軋鋼板加熱至Ac₃?(10～100)℃，并進行保溫；步驟2.2：對經過所述步驟2.1的所述初軋鋼板進行循環軋制，每道次軋制前，均需要將待軋制的鋼板加熱至Ac₃?(10～100)℃并保溫后再進行軋制，所述循環軋制中的每道次軋制的壓下量為40％至50％，所述循環軋制的總壓下量為70％至95％；步驟2.3：將軋制完成的鋼板水冷至室溫。本發明工藝簡單，易于工業規?；瘧?，生產效率高，產品制造成本低，制備的鋼板組織細化均勻，具高強度和優良韌性。

技術領域

本發明涉及金屬材料加工技術領域，尤其涉及一種循環軋制高強高韌雙相鋼制備方法。

背景技術

對于金屬結構材料而言，實踐和研究結果表明，隨著材料強度的逐漸提升，材料的韌性和延展性往往會隨之降低，這大大限制了超高強度金屬材料在工程上的應用，因此材料的強韌化一直是結構材料研究的重點和難點。晶粒細化是同時提升材料強度和韌性最有效的方法，同時還可以改善材料的加工成型性能，因此如何在現有技術的基礎上得到超細晶甚至納米晶組織是提高材料綜合力學性能的重要研究方向。

劇烈塑性變形(Severe Plastic deformation，SPD)作為一種新興的塑性變形方法，可以在變形過程中引入大量的位錯和大角度晶界等缺陷，提供了大量的晶粒形核位置，從而有效細化晶粒，且獲得完整大尺寸試樣，通過在變形過程中微觀組織的控制，可以同時獲得具有高強度與大塑性的塊體超細晶/納米晶材料。其最具代表性的工藝包括：高壓扭轉(High pressure and torsion，HPT)、等徑角擠壓變形(Equal channel angularpressing，ECAP)、累積疊軋(Accumulative Roll Bonding，ARB)等。大變形軋制作為SPD的代表工藝之一，有著多道次累積變形量大，操作簡單，加工工件尺寸要求低等特點，是一種高效方便的晶粒細化方法。專利文獻CN109136755A介紹了一種高強度鋼板的生產方法，該鋼板碳的質量百分比含量小于0.6％，是一種低碳低合金鋼，該專利通過熱軋結合冷軋，制備出汽車用高強度鋼。專利文獻CN108265169B介紹了一種高強度鋼的處理工藝，通過冷軋結合連續退火，制備出成分均勻的雙相鋼。

大變形軋制能夠有效地細化晶粒，但是其組織往往呈現沿軋制方向的條帶狀結構，從而導致材料存在較強的各向異性，同時經過強烈塑性變形，材料內部存在較大的內應力，這些因素都會對材料的性能產生不利的影響。作為一種傳統的材料加工工藝，熱處理能夠有效地調整材料的強度和塑性，同時調控材料的組織結構，消除內應力。鋼的處理工藝包括正火、退火、淬火、回火，不同的熱處理工藝能夠對鋼的綜合力學性能進行不同維度和程度的優化。一般的熱處理工藝往往導致晶粒長大，循環熱處理卻能夠通過反復的相變過程使晶粒得到細化。循環熱處理工藝一般是指將鋼快速加熱到Ac₃以上溫度進行短時奧氏體化處理，然后快速淬火至室溫，并進行多次重復。在循環熱處理過程中，每進行一次循環熱處理，奧氏體晶粒便得到一定程度的細化，經過多次循環熱處理后形成細小或超細奧氏體晶粒，在淬火過程中相變轉化為超細馬氏體組織。專利文獻CN106755774A介紹了一種低碳低合金鋼的熱處理方法，通過采用高溫淬火與兩次臨界熱處理的熱處理工藝方案，克服了傳統高強鋼制備技術的局限性，獲得了理想的有“多相、亞穩、多尺度析出”的顯微組織結構的高強鋼。經過強烈塑性變形之后再進行熱處理，能夠獲得具有超高強度高韌性的超細晶鋼，但是其加工工藝流程較為繁瑣，加工成本較高，對工廠的場地和設備要求較高。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種生產工藝簡單，易于工業規?；瘧?，生產效率高，產品制造成本低的制備高強高韌雙相鋼的方法，該方法可將循環熱軋制和熱處理調控相變組織兩種方式相結合，將熱處理過程融合到軋制過程中，制備出細化均勻、兼具高強度和優良韌性的鋼板組織。

發明內容