[發(fā)明專利]一種980MPa級(jí)超高延展性冷軋高強(qiáng)鋼的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110716760.2
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN113502382B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許云波;李佳彧;顧興利;荊毅;韓仃停;王源
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C21D6/00
• 分類號(hào): C21D6/00;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/12;C22C38/14
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本發(fā)明涉及一種980MPa級(jí)超高延展性冷軋高強(qiáng)鋼的制備方法，通過調(diào)控冷軋退火鋼板的初始組織，制備出不同屈服強(qiáng)度的1000MPa超高延展性冷軋帶鋼，具體工藝路線是將冷軋板在不同臨界區(qū)溫度保溫80～300s后快速淬火至室溫，隨后再次加熱至Asubgt;C1/subgt;～Asubgt;C3/subgt;之間某一溫度退火80～360s，然后在360～420℃進(jìn)行300～600s過時(shí)效處理后冷卻至室溫，得到抗拉強(qiáng)度≥980MPa，屈服強(qiáng)度500～800MPa，強(qiáng)塑積30GPa·％以上的冷軋帶鋼。本發(fā)明基于低碳低合金成分體系，采用工業(yè)友好的臨界區(qū)雙退火工藝，成功地獲得了具有超高強(qiáng)塑積的冷軋先進(jìn)高強(qiáng)鋼，其力學(xué)性能達(dá)到第三代中錳鋼的水平，然而其冶煉、連鑄、軋制及退火全流程生產(chǎn)制造難度及成本大幅度降低，能夠滿足復(fù)雜汽車結(jié)構(gòu)件等對成型、焊接和使用性能的要求，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種980MPa級(jí)超高延展性冷軋高強(qiáng)鋼的制備方法。

背景技術(shù)

目前，車用高強(qiáng)鋼的使用是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化和滿足節(jié)能減排要求的最有效途徑之一。然而，商業(yè)化汽車鋼在滿足高強(qiáng)度時(shí)犧牲了塑性及成型性能，基于新合金和新工藝的高性能鋼則很難適應(yīng)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝及裝備。因此，開發(fā)具有更高塑性和成型性能，同時(shí)合金成本低廉、工業(yè)友好的新型先進(jìn)高強(qiáng)鋼勢在必行。

迄今為止，先進(jìn)高強(qiáng)鋼(Advanced?High?Strength?Steel，AHSS)已經(jīng)發(fā)展到了第三代，主要包括中錳鋼(Medium?Mn，MM)以及淬火配分鋼(Quenching?and?partitioning，QP)等。QP鋼有良好的強(qiáng)塑性匹配，其核心是利用殘余奧氏體發(fā)生TRIP效應(yīng)達(dá)到增強(qiáng)增塑的目的，是第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼的代表性鋼種。但是現(xiàn)有QP鋼的強(qiáng)塑積通常在20GPa·％左右，有限的塑性和成型性能難以滿足復(fù)雜汽車結(jié)構(gòu)件冷成型的要求，大大限制了其推廣和應(yīng)用。中錳鋼(Medium?Mn)與QP鋼同為第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼，其核心是利用錳元素穩(wěn)定更多的殘余奧氏體，可以獲得優(yōu)異的塑性和強(qiáng)度匹配，通常強(qiáng)塑積可以達(dá)到30GPa·％。但其錳含量較高，給現(xiàn)有生產(chǎn)工藝(冶煉、連鑄、軋制和退火)以及使用性能(表面質(zhì)量、焊接)等帶來很多瓶頸問題，至今難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用。

從目前實(shí)際應(yīng)用情況來看，大多數(shù)高強(qiáng)鋼(≥980MPa)的延展性不足，導(dǎo)致其難以滿足復(fù)雜零部件的成型要求，因此各大企業(yè)和許多知名研發(fā)機(jī)構(gòu)紛紛提出了改善高強(qiáng)鋼延展性的計(jì)劃。但是，擁有新技術(shù)手段和新成分體系的高強(qiáng)鋼制備復(fù)雜，成本和能耗普遍較高，難以滿足現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備。因此基于低合金成分體系開發(fā)高強(qiáng)度(≥980MPa)、超高延伸率(≥30％)和強(qiáng)塑積(≥30GPa·％)的新鋼種，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值及廣闊的市場前景。

公開號(hào)為CN106636925A的中國專利申請公開了一種高強(qiáng)塑積冷軋TRIP鋼及其制備方法。工藝上，通過在高溫A_C3以上溫度，約1050～1250℃進(jìn)行完全奧氏體化的預(yù)淬火工藝制備冷軋初始基體，得到的組織在退火前全部為馬氏體。然而在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過程中，出于對連退生產(chǎn)線加熱能力以及對節(jié)能降耗和工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定性等考慮，選擇高溫完全奧氏體化退火的可行性較低。性能上，熱處理后所得高強(qiáng)塑積鋼雖然滿足了高延伸率，但抗拉強(qiáng)度較低≤977MPa，不能滿足高強(qiáng)度的要求，并且不能控制鋼板的屈強(qiáng)比。成分上，其化學(xué)成分中含有較高Al元素，Al含量為1.6～2.5wt％，而Al含量高于1％時(shí)將導(dǎo)致連鑄過程中出水口堵塞等問題，增加冶煉難度，不利于工業(yè)生產(chǎn)。

公開號(hào)為CN109182923A的中國專利申請公開了一種低碳微合金化高強(qiáng)塑積冷軋TRIP980鋼的熱處理方法，與CN106636925A專利的基本原理類似，其熱處理需要在900℃的高溫下進(jìn)行完全奧氏體化預(yù)淬火工序，隨后依靠全部是馬氏體板條的初始組織對奧氏體形態(tài)進(jìn)行調(diào)控，從而改善TRIP鋼的力學(xué)性能。此外，該專利申請依賴Nb、Ti等微合金元素的析出強(qiáng)化作用，得到了強(qiáng)塑積＜30GPa·％的TRIP980鋼。