[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)塑積冷軋QP鋼及其退火工藝和制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011131049.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN114381655A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟慶格;戴競(jìng)舸;孫偉華;范勇斐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/58;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C22C33/04;C21D8/02;C21D1/26;C21D1/18;C21D9/00
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)塑積冷軋QP鋼，其除了Fe及不可避免的雜質(zhì)元素以外還含有質(zhì)量百分含量如下的下述各化學(xué)元素：C：0.02～0.28％，Si：0.09～2.2％，Mn：0.31～2.6％，Al：0.01～0.1％，Cu：0.001～0.1％；Ni≤0.1％，Cr≤0.4％，Mo≤0.1％，V≤0.03％，N≤0.01％，Nb≤0.08％，Ti≤0.08％中的至少其中之一。此外，本發(fā)明還公開了上述高強(qiáng)塑積冷軋QP鋼的制造方法，其步驟包括：(1)冶煉和鑄造；(2)熱軋；(3)冷軋；(4)退火，其中退火工藝包括：將帶鋼或鋼板以50～300℃/s的加熱速率由室溫加熱至860～950℃，停留0～100s；然后將帶鋼或鋼板以50～100℃/s的冷卻速度冷卻至260～320℃；再次將帶鋼或鋼板以10～30℃/s的速度加熱到390～430℃并在此溫度區(qū)間停留90～200s。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬材料及其制造方法，尤其涉及一種鋼材及其制造方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著市場(chǎng)和用戶對(duì)汽車安全性能和車輛輕量化的要求越來越高，眾多汽車廠商為了提高車型競(jìng)爭(zhēng)力，均針對(duì)提高汽車沖撞安全性以及輕量化方向進(jìn)行了大量的研究。其中，利用相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)效應(yīng)而強(qiáng)化的980MPa以上的高強(qiáng)鋼逐漸被用于汽車車身結(jié)構(gòu)件。

這類鋼通過組織中的殘余奧氏體在塑性變形下誘發(fā)馬氏體相變，引入相變強(qiáng)化和塑性增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度和高塑性較好的統(tǒng)一，解決了強(qiáng)度和塑性的矛盾。這類高強(qiáng)鋼大多是多相組織，包括鐵素體，馬氏體，殘余奧氏體等。其中淬火配分鋼(QP鋼)是一種非常有應(yīng)用前景并且已經(jīng)商業(yè)化的鋼。

公開號(hào)為CN103805838B，公開日為2017年2月8日，名稱為“一種高成形性超高強(qiáng)度冷軋鋼板及其制造方法”的中國(guó)專利文獻(xiàn)，公開了一種抗拉強(qiáng)度為980～1150Mpa的冷軋QP鋼板及其制造方法。該專利文獻(xiàn)的鋼板生產(chǎn)工藝采用常規(guī)熱處理工藝，且其加熱速率低于10K/s。

公開號(hào)為CN109943769A，公開日為2019年6月28日，名稱為“780MPa級(jí)別低碳低合金TRIP鋼及其快速熱處理方法”的中國(guó)專利文獻(xiàn)，公開了一種780MPa級(jí)別低碳低合金TRIP鋼及其快速熱處理方法。該專利文獻(xiàn)通過快速熱處理工藝生產(chǎn)780MPa級(jí)冷軋TRIP鋼。

以上專利文獻(xiàn)均采用傳統(tǒng)熱處理工藝生產(chǎn)980MPa的傳統(tǒng)QP鋼，或者低強(qiáng)度級(jí)別的TRIP鋼。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)熱處理產(chǎn)線采用慢速加熱和相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間均熱，冷軋帶鋼組織得以充分回復(fù)和再結(jié)晶，并且得到成分和組織結(jié)構(gòu)均勻化的高溫組織，在冷卻過程中形成均勻的最終組織從而得到合格的性能。

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為均勻化的高溫組織往往對(duì)于材料的最終性能有利，但是對(duì)于成分不均勻的高溫組織反而可能在冷卻過程中得到性能更加優(yōu)良的組織，上訴專利均沒有進(jìn)行研究。近十幾年來，由于橫向磁通感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展，帶鋼快速加熱得以實(shí)現(xiàn)。相比于傳統(tǒng)連續(xù)退火或者罩式退火設(shè)備，該技術(shù)可將帶鋼在幾秒內(nèi)加熱到目標(biāo)溫度區(qū)域，大幅提高退火工藝的效率。快速熱處理技術(shù)可以得到成分不均勻的高溫組織，而QP鋼的最終組織和性能與高溫奧氏體組織密切相關(guān)，兩者的結(jié)合為開發(fā)高強(qiáng)快速熱處理QP鋼提供了可能。

基于此，本發(fā)明期望獲得一種高強(qiáng)塑積冷軋QP鋼及其熱處理工藝和制造方法，相比于傳統(tǒng)熱處理工藝制備的QP鋼，采用該快速熱處理工藝制備的QP鋼不僅強(qiáng)度和塑性能獲得明顯提高，而且退火時(shí)間明顯縮短，大幅度提高生產(chǎn)效率和降低能耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種高強(qiáng)塑積冷軋QP鋼，本發(fā)明通過合理的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，能夠獲得強(qiáng)度和塑性性能十分優(yōu)異的高強(qiáng)塑積冷軋QP鋼。該高強(qiáng)塑積冷軋QP鋼綜合力學(xué)性能十分優(yōu)異，其屈服強(qiáng)度為750～1100MPa，抗拉強(qiáng)度為1000～1400MPa，延伸率為17～22％，強(qiáng)塑積為21～30GPa％，其適用性十分廣泛，具有良好的推廣前景和應(yīng)用價(jià)值。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)塑積冷軋QP鋼，其除了Fe及不可避免的雜質(zhì)元素以外還含有質(zhì)量百分含量如下的下述各化學(xué)元素：