[發明專利]一種全鐵素體高強鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202011326540.0
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112522618B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 惠亞軍;吳科敏;田志紅;李飛;劉錕;陳斌;牛濤;周娜;李玉鵬;肖寶亮;郭佳;徐偉;王淑志;王倫;許克好;李曉林;張大偉
• 申請（專利權）人: 首鋼集團有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/22;C22C38/24;C21D8/02
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 王瑞琳

本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，具體涉及一種全鐵素體高強鋼及其制備方法。按質量百分比計，所述全鐵素體高強鋼包含：C 0.03～0.10％、Si 0～0.05％、Mn 0.8～1.30％、P≤0.015％、S≤0.005％、Al 0.02～0.04％、Nb 0.03～0.070％、Ti 0.05～0.10％、Mo 0.10～0.50％；可選地包含V 0.02～0.07％和/或Cr 0.1～0.5％；余量為鐵和不可避免的雜質。本發明所述全鐵素體高強鋼及其制備方法解決了現有技術中通過超細化晶粒來提高鋼板強度后，導致鋼板的加工硬化率較低、二次冷彎性能差、冷變形能力顯著下降的技術問題。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，具體涉及一種全鐵素體高強鋼及其制備方法。

背景技術

強化金屬材料是材料研究者不懈努力追求的目標，而強度是金屬材料科學與技術發展的一個重要標志。然而，在大多數情況下，伴隨著金屬材料強度的升高，其塑性和韌性會下降，因此強度-塑性或韌性呈現一種倒置關系。

隨著現代工業技術的發展，越來越多的構件要求金屬材料既有高的強度又具有良好的塑性和韌性。高強度金屬的低塑性、低韌性在一定程度上削弱了其在工業上應用的潛力，由此成為金屬材料科學發展的瓶頸問題之一。

鋼鐵冶煉技術領域中，控制鋼材的軋制與冷卻工藝是保證鋼材的塑性和韌性的核心技術。該技術的基本冶金學原理為：在再結晶溫度以下，進行大壓下量變形來促進微合金元素的應變誘導析出，并實現奧氏體晶粒的細化和加工硬化；在軋制后采用加速冷卻，以實現對處于加工硬化狀態的奧氏體相變進程的控制，從而獲得晶粒細小的最終組織。實踐證明，細化晶粒能夠在提高多晶體強度的同時，也能夠使其塑性與韌性得以提高。但是，當晶粒細化至2μm以下時，鋼材的屈強比也顯著增加，并且均勻延伸率會顯著惡化，將失去工程材料的應用價值。而追求超細晶的生產工藝不僅會降低熱軋生產效率、增加事故發生率，而且還會把過多的負擔轉移到軋制過程，從而忽視了軋后冷卻對鋼材性能的調控作用。

此外，熱軋鋼材料的相變主要是在軋后冷卻過程中完成的，它是調控組織結構并最終控制性能的主要手段。近年來，雖然在軋后冷卻組織調控方面進行了大量的研究，但這些研究主要集中在雙相鋼、復相鋼等多相組織的調控。而對于如何提高鐵素體鋼或者鐵素體+珠光體鋼的強塑性匹配或者對于如何控制鐵素體鋼精細化尺寸方面的研究較少。

因此，如何保證全鐵素體高強鋼在保持高強度的同時，還具有較高的均勻延伸率、較高的冷變形能力和較好的二次冷彎性能是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供一種全鐵素體高強鋼及其制備方法，解決了現有技術中通過超細化晶粒來提高鋼板材料強度后，導致鋼板材料的加工硬化率較低、二次冷彎性能差、冷變形能力顯著下降的技術問題。本發明所述全鐵素體高強鋼及其制備方法能夠保證在強度損失很小的情況下極大地提高所述高強鋼的延伸率。

本發明用于實現上述目的的技術方案如下：

本發明提供一種全鐵素體高強鋼，按質量百分比計，所述全鐵素體高強鋼包含：C0.03～0.10％、Si 0～0.05％、Mn 0.8～1.30％、P≤0.015％、S≤0.005％、Al 0.02～0.04％、Nb 0.03～0.070％、Ti 0.05～0.10％、Mo 0.10～0.50％；可選地包含V 0.02～0.07％和/或Cr 0.1～0.5％；余量為鐵和不可避免的雜質。

在一些優選實施方案中，本發明所述的全鐵素體高強鋼中，按質量百分比計，所述全鐵素體高強鋼包含：C 0.06％、Si 0.02％、Mn 1.1％、P 0.012％、S 0.0015％、Al0.04％、Nb 0.05％、Ti 0.075％、Mo 0.25％；可選地包含V 0.03％和/或Cr 0.4％；余量為鐵和不可避免的雜質。

在一些實施方案中，本發明所述的全鐵素體高強鋼中，所述全鐵素體高強鋼的微觀組織為全鐵素體；