專(zhuān)利名稱(chēng)：高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼及其制備方法。屬特種 鋼制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，為了減少汽油消耗和溫室氣體排放量，汽車(chē)制造業(yè)的主要精力集中在生 產(chǎn)既輕量又有高安全系數(shù)的現(xiàn)代汽車(chē)。在這種背景下，需要研發(fā)出新一代的汽車(chē)鋼板來(lái) 滿(mǎn)足汽車(chē)制造業(yè)的需求。新一代的汽車(chē)鋼板需要在保證了高的強(qiáng)度級(jí)別的前提下同時(shí)具 有良好的成形性能，既能減輕了汽車(chē)重量，并能提高汽車(chē)在受沖擊時(shí)的安全度。研制和開(kāi)發(fā)高強(qiáng)、高塑性鋼以滿(mǎn)足汽車(chē)的輕量化和沖壓成形性是汽車(chē)工業(yè)近年 研究的重點(diǎn)。相變誘發(fā)塑性(TRIP: Transformation Induced Plasticity)鋼由于其獨(dú)特的強(qiáng)韌
化機(jī)制，即通過(guò)形變過(guò)程中殘余奧氏體產(chǎn)生馬氏體相變來(lái)誘發(fā)塑性，同時(shí)形變產(chǎn)物又增 強(qiáng)了材料強(qiáng)度，可使材料同時(shí)具有高的強(qiáng)韌性。殘余奧氏體是TRIP鋼產(chǎn)生TRIP效應(yīng)的關(guān)鍵因素。拉伸變形時(shí)變形最大的部位 首先誘發(fā)殘余奧氏體向馬氏體相變，使局部強(qiáng)度提高，難以繼續(xù)變形，導(dǎo)致變形向未發(fā) 生馬氏體相變的其它部位轉(zhuǎn)移，推遲了頸縮的形成；拉伸變形時(shí)造成的局部應(yīng)力的集中 因馬氏體相變而松馳，推遲了裂紋的產(chǎn)生；殘余奧氏體與馬氏體呈共格關(guān)系，高能界面 不利于裂紋的擴(kuò)展，因此宏觀效應(yīng)表現(xiàn)為伸長(zhǎng)率的提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼及其制備方法 并結(jié)合合適的熱處理工藝，獲得良好強(qiáng)塑性的鋼。本發(fā)明一種高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼，其特征在于具有如下的化學(xué) 組成及重量百分比C 0.24 0.30%，Si 0.80 1.20%，Mn 1.40 1.80%，P 0.030 0.075%, V 0.070 0.090%，F(xiàn)e 余量。本發(fā)明一種高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼的制備方法，其特征在于是有 以下的過(guò)程和步驟
a.按上述配方進(jìn)行原料配合，將所得配合料按常規(guī)工藝放在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶 煉，在冶煉過(guò)程中充入氮?dú)獗Ｗo(hù)，然后進(jìn)行模鑄；
b.模鑄脫模后，將鑄錠再加熱至1200 1250°C進(jìn)行反復(fù)錘打，形成一定厚度的鍛造
坯；
C.將上述鍛造坯再加熱至1200°C，并保溫半小時(shí)；
d.然后進(jìn)行熱軋，熱軋的初軋溫度為1100 1200°C，終軋溫度為900 1000°C，將 鋼坯熱軋至3 5mm厚；
e.將熱軋后的鋼坯進(jìn)行空冷至室溫，然后再將其進(jìn)行冷軋，冷軋至1 2mm厚；f.將上述冷軋后的薄板進(jìn)行熱處理先加熱到760 820°C，保溫3 6min，然后 以20°C /s冷卻到貝氏體區(qū)保溫，保溫溫度為360 460°C，保溫時(shí)間5 6min，最后以 10°C/s冷卻至室溫。在此熱處理過(guò)程中，通過(guò)使一部分奧氏體殘留至室溫并在變形過(guò)程 中產(chǎn)生馬氏體相變來(lái)誘發(fā)塑性，最終得到高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼。本發(fā)明特點(diǎn)為，通過(guò)適當(dāng)提高C含量增加鋼的強(qiáng)度并增加殘余奧體量及其穩(wěn)定 性。為防止?jié)B碳體析出而降低殘余奧氏體穩(wěn)定性，添加了可顯著提高碳在滲碳體中活度 系數(shù)的P，阻止?jié)B碳體析出，并加入V元素，使其在熱軋后析出細(xì)小彌散的碳化物，阻礙 奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，從而細(xì)化晶粒提高強(qiáng)度。本發(fā)明通過(guò)適量增加C含量，并輔以P、V等元素，結(jié)合合適的熱處理工藝， 可以獲得抗拉強(qiáng)度大于等于980MPa，斷裂延伸率大于等于18%，強(qiáng)塑積大于等于17640 MPa · % 的 TRIP 鋼。本發(fā)明的TRIP鋼經(jīng)760 820°C保溫3 6min，然后以20°C /s冷卻至360 460°C,保溫時(shí)間5 6min，最后以10°C/s冷卻至室溫的熱處理后，由鐵素體、貝氏體及 殘余奧氏體組成，靜態(tài)拉伸時(shí)其抗拉強(qiáng)度大于等于980MPa，斷裂延伸率大于等于18%， 強(qiáng)塑積大于等于17640MPa · %的TRIP鋼，是一種具有良好的強(qiáng)塑性的冷軋相變誘發(fā)塑 性鋼。
圖1為本發(fā)明鋼經(jīng)熱處理后的金相組織照片圖； 圖2為本發(fā)明所得鋼的靜態(tài)力學(xué)性能。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。實(shí)施例1 本實(shí)施例采用的高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼的組成及其重 量百分含量為C 0.25%，Si 1.03%, Mn 1.66%, P 0.032%, V 0.086%, Fe 余量。其制 備過(guò)程如下在50kg真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，冶煉過(guò)程中充氬氣保護(hù)，然后進(jìn)行模鑄。 脫模后，鑄錠再被加熱至1200°C以上進(jìn)行反復(fù)錘打，成25mm厚的鍛造坯。鍛造坯再被 加熱至1200°C，保溫半小時(shí)后進(jìn)行熱軋，熱軋的初軋溫度控制在1100 1200°C，終軋溫 度控制在90(TC以上，熱軋至3mm厚，軋后水冷至室溫。將熱軋后板坯進(jìn)行冷軋，冷軋 至1.2mm厚。將冷軋后薄板進(jìn)行熱處理加熱至790°C保溫3分鐘，然后以20°C/s冷卻至 400°C,保溫時(shí)間5min，最后以10°C/s冷卻至室溫。熱處理后的試驗(yàn)鋼的顯微組織鐵素體、貝氏體及殘余奧氏體，如圖1所示。熱處 理后的試驗(yàn)鋼靜態(tài)力學(xué)性能值如下圖2。圖2結(jié)果表明，本發(fā)明方法制得的高強(qiáng)度高塑性 的中碳相變誘發(fā)塑性鋼具有很好的強(qiáng)塑性，既有高強(qiáng)度又有極佳的塑性。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度高塑性的相變誘發(fā)塑性鋼，其特征在于具有如下的化學(xué)組成及重量百 分比C 0.24 0.30%，Si 0.80 1.20%，Mn 1.40 1.80%，P 0.030 0.075%，V 0.070 0.090%，F(xiàn)e 余量。
2.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼的方法，其特 征在于該方法的具體步驟為a.按上述配方進(jìn)行原料配合，將所得配合料按常規(guī)工藝放在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶 煉，在冶煉過(guò)程中充入氮?dú)獗Ｗo(hù)，然后進(jìn)行模鑄；b.模鑄脫模后，將鑄錠再加熱至1200 1250°C進(jìn)行反復(fù)錘打，形成一定厚度的鍛造坯；將上述鍛造坯再加熱至1200°C，并保溫半小時(shí)；C.然后進(jìn)行熱軋，熱軋的初軋溫度為1100 1200°C，終軋溫度為900 1000°C，將 鋼坯熱軋至3 5mm厚；d.將熱軋后的鋼坯進(jìn)行空冷至室溫，然后再將其進(jìn)行冷軋，冷軋至1 2mm厚；e.將上述冷軋后的薄板進(jìn)行熱處理先加熱到760 820°C，保溫3 6min，然后 以20°C/s冷卻到貝氏體區(qū)保溫，保溫溫度為360 460°C，保溫時(shí)間5 6min，最后以 IO0C Λ冷卻至室溫，最終得到高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度高塑性的中碳相變誘發(fā)塑性鋼及其制備方法，屬特殊鋼制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明冷軋相變誘發(fā)塑性鋼的化學(xué)成分為C0.24～0.30%，Si0.80～1.20%，Mn1.40～1.80%，P0.030～0.075%，V0.070～0.090%，F(xiàn)e余量(wt.％)。將具有上述組成的鋼坯經(jīng)鍛造、熱軋、冷軋后，進(jìn)行熱處理，即在760～820℃等溫3～6min，然后以20℃/s冷卻至380～460℃，保溫時(shí)間5～6min，最后以10℃/s冷卻至室溫，即可得到高性能冷軋相變誘發(fā)塑性鋼。本發(fā)明的相變誘發(fā)塑性鋼具有良好的強(qiáng)塑性，抗拉強(qiáng)度大于等于980MPa，斷裂延伸率大于等于18%，強(qiáng)塑積大于等于17640MPa·%的TRIP鋼。
文檔編號(hào)C22C38/12GK102011051SQ20101056215
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者何燕霖, 史文, 張梅, 李麟, 符仁鈺, 黃澍 申請(qǐng)人:上海大學(xué)