[發明專利]一種高強度-高塑性的高錳TRIP鋼板材及其制備方法

在審

• 申請號: 202110070934.2
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112899456A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 宋佩峰;賴慶全
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02;C22C38/04;C21D6/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張玲

本發明屬于材料制備領域，具體涉及一種高強度?高塑性的高錳TRIP鋼板材及其制備方法。采用的高錳鋼的成分以質量百分數計為：C：0.05?0.6，Mn：16?26，其余為Fe及不可避免的雜質；包括如下步驟：步驟(1)：將高錳鋼加工成板材；步驟(2)：將步驟(1)得到的高錳鋼加熱至完全奧氏體化溫度以上保溫；步驟(3)：對步驟(2)得到的處于奧氏體化狀態的高錳鋼進行多道次溫軋處理，累積軋制壓下量為40％～90％；步驟(4)：空冷。本發明將高錳鋼加熱至單相奧氏體狀態，施加大應變量軋制，軋制?冷卻后的高錳鋼中奧氏體相的體積分數顯著增加，不需增加合金含量即可有效利用TRIP效應，本發明的這種簡單方法制備所得高錳鋼板材具有優異力學性能。

技術領域

本發明屬于材料制備領域，具體涉及一種高強度-高塑性的高錳TRIP鋼板材及其制備方法。

背景技術

高錳鋼是利用高度錳合金化以獲得大量室溫奧氏體組織的鋼鐵材料。高錳鋼具有高加工硬化率和高延伸率等優點，在低溫容器、減振部件以及汽車輕量化等工程技術領域具有重要應用前景。高錳鋼的奧氏體相在變形過程中發生馬氏體相變和變形孿生，通過相變誘發塑性(TRIP)效應或孿生誘發塑性(TWIP)效應提高力學性能。然而，高錳鋼卻在材料零部件成形過程中往往出現過早斷裂，存在缺口敏感性高和擴孔性差等問題。這些斷裂問題在高錳TRIP鋼中尤為突出。因此，高錳鋼的使用在零部件成形和承載結構件可靠性等方面存在隱患。

現有方法主要依靠復雜合金化調控合金的相穩定性，但所涉及的多種元素高合金化的方法為生產過程中的合金熔煉、成分和夾雜控制等帶來了很大的挑戰。另外，高錳鋼因為脆性問題而不能采用常規的室溫軋制-退火方法調控組織結構。對此，在本專利中我們嘗試將材料加熱至奧氏體單相區進行軋制處理以實現組織調控，結合組織細化和塑性變形對馬氏體相變的影響等原理以制備高強度-高塑性的高錳TRIP鋼板材。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度-高塑性的高錳TRIP鋼板材及其制備方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種高強度-高塑性的高錳TRIP鋼板材的制備方法，采用的高錳鋼的成分以質量百分數計為：C：0.05-0.6，Mn：16-26，其余為Fe及不可避免的雜質；包括如下步驟：

步驟(1)：將高錳鋼加工成板材；

步驟(2)：將步驟(1)得到的高錳鋼加熱至完全奧氏體化溫度以上保溫；

步驟(3)：對步驟(2)得到的處于奧氏體化狀態的高錳鋼進行多道次溫軋處理，累積軋制壓下量為40％～90％；

步驟(4)：空冷。

進一步的，步驟(1)中高錳鋼板材的初始厚度為8-12mm。

進一步的，步驟(2)中的加熱溫度為300-600℃，保溫時間為5-30min。

進一步的，步驟(3)中每道次的壓下量為2-10％，溫軋的溫度為300-600℃。

一種高強度-高塑性的高錳TRIP鋼板材，采用上述的方法制備。

本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：

(1)本發明采用大變形量奧氏體單相區軋制的方法處理高錳鋼。根據高錳鋼奧氏體化溫度低的特點，將高錳鋼加熱至單相奧氏體狀態，并因此得以施加大應變量軋制。軋制-冷卻后的高錳鋼中奧氏體相的體積分數顯著增加，不需增加合金含量即可有效利用TRIP效應。

(2)本發明采用大變形量奧氏體單相區軋制的方法處理高錳鋼，所得材料具有高強度和良好的塑性。其在變形過程中發生變形誘發馬氏體相變，有利于提高材料的綜合力學性能。

(3)本發明依賴常規軋制設備，因高錳鋼奧氏化溫度很低而可將軋制溫度設置為300-600℃，操作容易，有利于連續生產，生產周期時間短，生產效率高，生產成本低，可大規模工業化生產。