[發(fā)明專利]高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010966385.2
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN111961982B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 景頌揚(yáng);丁樺;蔡志輝
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/06;C21D8/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

一種高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板及其制備方法，屬于先進(jìn)高強(qiáng)鋼領(lǐng)域。高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板的成分為：C：0.18～0.22％，Mn：6.0～9.0％，A1：0～4％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其制備方法為：1)按照成分配比冶煉澆鑄成鑄錠；2)加熱鍛造；3)鋼坯進(jìn)行多道次異步熱軋；4)熱軋板進(jìn)行臨界退火，得到高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板；該鋼板通過添加Al，并結(jié)合異步熱軋工藝調(diào)控?zé)彳堉绣i鋼鋼板微觀組織的體積分?jǐn)?shù)和奧氏體穩(wěn)定性，顯著提高熱軋中錳鋼的擴(kuò)孔率，制備出既有高強(qiáng)度高延伸率又有高擴(kuò)孔率的中錳鋼板，從而解決中錳鋼可以獲得高強(qiáng)度高延伸率卻難以獲得高擴(kuò)孔率的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于先進(jìn)高強(qiáng)鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板及其制備方法。

背景技術(shù)

汽車產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè)，在近十年里汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了快速的發(fā)展，對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。但汽車行業(yè)的發(fā)展也帶來了一系列日益嚴(yán)重的能源和環(huán)保問題，對于汽車輕量化技術(shù)的研究與推廣提出了更加迫切的要求。而汽車輕量化技術(shù)中，輕量化材料也必然成為了研究的焦點(diǎn)。先進(jìn)高強(qiáng)鋼是輕量化材料之一，主要用于生產(chǎn)汽車外覆蓋件、白車身、懸掛件等。先進(jìn)高強(qiáng)鋼的使用可以在保證強(qiáng)度的同時(shí)降低板料厚度進(jìn)而減少車身的重量。

中錳鋼屬于第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼，是開發(fā)先進(jìn)高強(qiáng)鋼的一個(gè)重要研究方向。在變形過程中亞穩(wěn)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體產(chǎn)生的TRIP效應(yīng)使得中錳鋼可以同時(shí)獲得較高的強(qiáng)度和延伸率。但變形過程中的應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體相變也會(huì)使微觀組織中出現(xiàn)局部硬化區(qū)，損害材料的擴(kuò)孔性能，使得中錳鋼擴(kuò)孔性能劣化。而在實(shí)際生產(chǎn)中，許多零部件都需要經(jīng)過擴(kuò)孔加工，需要有較高的擴(kuò)孔率(Hole Expansion Ratio,HER)。因此對先進(jìn)高強(qiáng)鋼的開發(fā)不僅僅需要關(guān)注強(qiáng)度和延伸率，成形能力如擴(kuò)孔性能也決定了材料投入使用的可能性。然而，研究發(fā)現(xiàn)在提高擴(kuò)孔率的同時(shí)，會(huì)帶來抗拉強(qiáng)度的降低，如何保證綜合性質(zhì)總體提高，成為了研究重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對中錳鋼擴(kuò)孔率低的問題，本發(fā)明提供一種高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板及其制備方法，該高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板通過添加合金元素Al，降低奧氏體相體積分?jǐn)?shù)，提高中錳鋼奧氏體穩(wěn)定性，減弱應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體相變對擴(kuò)孔性能的損害。同時(shí)結(jié)合異步熱軋工藝調(diào)控微觀組織形貌，緩解應(yīng)力集中，獲得具有高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板，并提供了高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板的制備方法。

本發(fā)明的一種高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板，包含的成分及各個(gè)成分的質(zhì)量百分比為：C：0.18～0.22％，Mn：6.0～9.0％，0A1≤4％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；

所述的高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板，其抗拉強(qiáng)度為900～1307MPa，總延伸率為32～40％，擴(kuò)孔率為35～73％。

所述的高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板中，Al的質(zhì)量百分含量，優(yōu)選為1.5～4％。

進(jìn)一步的，所述的高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板，其屈服強(qiáng)度為553～597MPa，奧氏體相穩(wěn)定性k值為1.2～7.6。

進(jìn)一步的，所述的高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板中，含有鐵素體相和奧氏體相，含有的奧氏體相的體積分?jǐn)?shù)為40～73％，奧氏體相呈現(xiàn)粒狀和/或彎曲分叉板條狀。

進(jìn)一步的，所述的高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板，其厚度為1～3mm。

本發(fā)明的一種高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：冶煉

按照高擴(kuò)孔率高強(qiáng)度高延伸率的熱軋中錳鋼板的成分配比，準(zhǔn)備原料，進(jìn)行熔煉，得到合金熔液；將合金溶液進(jìn)行澆鑄，得到鑄錠；

步驟2：鍛造