專利名稱：一種1000MPa級(jí)以上冷軋TRIP鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高強(qiáng)高塑性冷軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種IOOOMI^級(jí)以上冷軋 TRIP鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
冷軋TRIP鋼需要通過連續(xù)退火方式將鋼帶加熱到鐵素體奧氏體兩相區(qū)，在后續(xù)的時(shí)效段(貝氏體處理)中一部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w并使碳富集于剩余的奧氏體中而制備的。早期的TRIP鋼因含有較多的昂貴的Ni、Cr等合金元素，使用受到限制。C、Mn元素是穩(wěn)定奧氏體并提高TRIP鋼強(qiáng)度的重要元素，所以添加高含量的C、Mn也可以制備高強(qiáng) TRIP鋼。不過這必然帶來不良影響，碳當(dāng)量過高而影響焊接性能和延伸率。但是降低C含量又會(huì)導(dǎo)致兩相區(qū)處理后奧氏體的穩(wěn)定性不足。為解決這些問題，新日鐵、寶鋼，浦項(xiàng)等企業(yè)專門建設(shè)了水淬快冷的連續(xù)退火生產(chǎn)線來實(shí)現(xiàn)IOOOMI^級(jí)以上高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)。但是對(duì)于目前普遍使用的高速吹氣冷卻連續(xù)退火生產(chǎn)線，這種方法并不現(xiàn)實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種IOOOMI^級(jí)以上的強(qiáng)度高、塑性好的冷軋 TRIP鋼，同時(shí)，本發(fā)明還提供了基于該冷軋TRIP鋼的生產(chǎn)方法。本發(fā)明提供的IOOOMPa級(jí)以上冷軋TRIP鋼的技術(shù)方案如下
本發(fā)明提供的IOOOMI^級(jí)以上冷軋TRIP鋼的化學(xué)成分重量百分比分別為C0. 18% 0. 23%, Sil. 3% 1. 6%, Mn2. 1% 2. 3%, NbO. 03% 0. 05%, V0. 03% 0. 09%, P 彡 0. 01%, S 彡 0. 01%, AltO. 8% 1. 2%, N 彡 0. 005%，余量為 Fe 及雜質(zhì)?；诒景l(fā)明提供的IOOOMPa級(jí)以上冷軋TRIP鋼的生產(chǎn)方法的技術(shù)方案如下 基于本發(fā)明提供的IOOOMI^級(jí)以上冷軋TRIP鋼的生產(chǎn)方法包括冶煉，熱軋，冷軋，以
及，連續(xù)退火，其中，
所述冶煉過程中，終點(diǎn)目標(biāo)化學(xué)成分的重量百分比分別為C0. 18-0. 23%，S彡0. 010%, P 彡 0. 01% ；
所述冶煉過程中，第一爐的終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1670 1690°C ； 所述冶煉過程中，連澆的終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1660 1680°C ； 所述冶煉過程中，采用Al-Fe脫氧；
所述冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料，出鋼下渣量< 80mm，出鋼時(shí)間> 4分鐘。作為優(yōu)選，所述冶煉過程中，采用Al-i^e脫氧時(shí)，所述Al-Fe的加入量為4kg/t。作為優(yōu)選，所述冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料時(shí)，出鋼前期就開始隨鋼流加入渣料，出鋼量達(dá)到1/5前加入所有渣料，每爐800 kg小粒白灰和200kg螢石。作為優(yōu)選，所述冶煉在出鋼過程中，采用Si-Mn調(diào)Si，采用Al-Fe調(diào)Al，采用微碳 Mn-Fe 調(diào) Mn。作為優(yōu)選，所述熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為1220 1280°C;終軋溫度為860 9200C ；卷取溫度為630 680°C。作為優(yōu)選，所述冷軋過程中冷軋的壓下率為40%_60%。作為優(yōu)選，所述連續(xù)退火包括
A.冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至250°C實(shí)現(xiàn)預(yù)熱，其加熱速度12°C/s^15°C /s ；
B.經(jīng)過預(yù)熱的帶鋼進(jìn)一步加熱到800°C、30°C，其加熱速度為1.5°C /s^TC /s ；
C.經(jīng)過進(jìn)一步加熱后的帶鋼在810°C 830°C保溫85s 120s；
D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至650°C 700°C，冷卻速度約為3°C /s^7°C /s ；
Ε.將經(jīng)過冷卻至650°C 700°C的帶鋼經(jīng)吹氣冷卻至370°C 420°C，保溫300s 400s 進(jìn)行過時(shí)效處理；
F.將經(jīng)過過時(shí)效處理的帶鋼最后冷卻至160°C，冷卻速度約為2V /s、°C /s。本發(fā)明提供的IOOOMPa級(jí)以上冷軋TRIP鋼及其制備方法的有益效果在于 本發(fā)明提供的冷軋TRIP鋼中，Si的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍高達(dá)1. 3% 1. 6%，Alt的質(zhì)量百
分?jǐn)?shù)范圍高達(dá)0. 8% 1. 2%，采用本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)本發(fā)明提供的冷軋TRIP鋼時(shí)，在退火過程中，高Si高Al驅(qū)動(dòng)C、Mn向奧氏體中擴(kuò)散穩(wěn)定殘余奧氏體，使得TRIP效應(yīng)充分發(fā)揮。并且，本發(fā)明提供的冷軋帶鋼中，Nb的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍為0. 03% 0. 05%, V的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 03% 0. 09%，采用本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)本發(fā)明提供的冷軋TRIP鋼時(shí)，微合金元素Nb，V的析出強(qiáng)化和晶粒細(xì)化作用有利于獲得穩(wěn)定的奧氏體，提高帶鋼的強(qiáng)度和延伸率， 從而提高了成品冷軋TRIP鋼的強(qiáng)度和塑性。在將其應(yīng)用于汽車時(shí)，有利于減輕汽車自重。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的IOOOMPa級(jí)以上冷軋TRIP鋼的顯微組織照片(采用苦味酸偏重亞硫酸鈉溶液浸蝕)，其中，灰黑色為鐵素體基體；亮白色為馬氏體島。
具體實(shí)施例方式為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的IOOOMPa級(jí)以上冷軋TRIP鋼的化學(xué)成分重量百分比分別為 CO. 18% 0. 23%, Sil. 3% 1. 6%, Mn2. 1% 2. 3%, NbO. 03% 0. 05%, V0. 03% 0. 09%, P 彡 0. 01%, S 彡 0. 01%, AltO. 8% 1. 2%, N 彡 0. 005%，余量為 Fe 及雜質(zhì)?；谏鲜隼滠圱RIP鋼的生產(chǎn)方法，包括冶煉，熱軋，冷軋，以及，連續(xù)退火。其中，冶煉終點(diǎn)目標(biāo)化學(xué)成分的重量百分比分別為C0. 18-0. 23%，S ( 0. 01%, P彡0. 01% ；冶煉過程中第一爐的終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1670 1690°C ；冶煉過程中連澆的終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1660 1680°C ；冶煉過程中采用Al-Fe脫氧，Al-Fe的加入量為4kg/t ；冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料，出鋼前期就開始隨鋼流加入渣料，出鋼量達(dá)到1/5前加入所有渣料，每爐800 kg小粒白灰和200kg螢石；之后，采用Si-Mn調(diào)Si，采用Al-i^e調(diào)Al，采用微碳Mn-Fe調(diào)Mn ；冶煉過程在出鋼過程中，出鋼下渣量彡80mm,出鋼時(shí)間> 4分鐘。該冷軋TRIP鋼中，Si的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍高達(dá)1. 3% 1. 6%，Alt的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍高達(dá)0. 8% 1. ，采用本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)本發(fā)明提供的冷軋TRIP鋼時(shí)，在退火過程中，高Si高Al驅(qū)動(dòng)C、Mn向奧氏體中擴(kuò)散穩(wěn)定殘余奧氏體，使得TRIP效應(yīng)充分發(fā)揮。其中，熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為1220 1280°C ；終軋溫度為860 920°C ；卷取溫度為630 680°C。該過程中，卷取溫度的高低對(duì)TRIP鋼熱軋中間組織和力學(xué)性能具有較大影響?？紤]到強(qiáng)度級(jí)別，采用高溫終軋與高溫卷取，使得熱軋板的組織為尺寸粗大的多邊形鐵素體晶粒與發(fā)育充分的珠光體，該顯微組織具有相對(duì)低的屈服強(qiáng)度。這使得在冷軋變形時(shí)軋制力減小，有利于進(jìn)行冷軋工序。其中，冷軋過程中，冷軋的壓下率為40%_60%，以利于冷軋工藝的進(jìn)行。其中，連續(xù)退火包括
A.冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至250°C實(shí)現(xiàn)預(yù)熱，其加熱速度12°CATl5°C/S，以縮短加熱時(shí)間。該過程中，冷變形的鐵素體發(fā)生回復(fù)。B.經(jīng)過預(yù)熱的帶鋼進(jìn)一步加熱到800°C、30°C，其加熱速度為1. 5°C /s^TC /s該過程實(shí)現(xiàn)冷軋鐵素體組織的再結(jié)晶，并且珠光體先轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體并向鐵素體長大。C.經(jīng)過進(jìn)一步加熱后的帶鋼在810°C 830°C保溫85s 120s。該過程實(shí)現(xiàn)部分奧氏體化，鐵素體中的C、Mn元素向奧氏體中轉(zhuǎn)移并在奧氏體中均化。D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至650°C ^700°C，冷卻速度約為3°C /s^7°C /s。該過程使得奧氏體部分轉(zhuǎn)移為鐵素體，C,Mn等元素進(jìn)一步向奧氏體中聚集。E.將經(jīng)過冷卻至650°C 700°C的帶鋼經(jīng)吹氣冷卻至370°C 420°C，保溫300s 400s進(jìn)行過時(shí)效處理。該過程中，部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w，進(jìn)一步使碳富集在殘留奧氏體中，并使得提高奧氏體穩(wěn)定性。F.將經(jīng)過過時(shí)效處理的帶鋼最后冷卻至160°C，冷卻速度約為2°CAT4°C/s。該過程中，一部分不穩(wěn)定的奧氏體有可能會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，有利于提高帶鋼強(qiáng)度，但會(huì)導(dǎo)致帶鋼延伸率減小，引起成品TRIP鋼的塑性降低。在上述條件下進(jìn)行冷卻，能夠較好地保證奧氏體的穩(wěn)定性，從而，帶鋼的強(qiáng)度和延伸率處于較好，使得成品TRIP鋼的強(qiáng)度和塑性較好。本發(fā)明提供的IOOOMPa級(jí)以上冷軋TRIP鋼，根據(jù)C、Mn元素是穩(wěn)定奧氏體的有效元素，Si元素是在鐵素體中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于C、Mn在鐵素體中的溶解度，Si在鐵素體中的溶解在很大程度上提高了 C、Mn在鐵素體中的化學(xué)勢(shì)。兩相區(qū)退火時(shí)，在化學(xué)勢(shì)的驅(qū)動(dòng)下， C、Mn原子充分向奧氏體中擴(kuò)散并聚集于奧氏體中。Al通過在貝氏體相變等溫期間抑制碳化物的形成而穩(wěn)定奧氏體。微合金元素Nb，V通過晶粒細(xì)化和相變行為也對(duì)奧氏體中碳的富集有一定的作用，有效地獲得足夠穩(wěn)定的殘留奧氏體是提高TRIP鋼的強(qiáng)度和塑性。
實(shí)施例利用本發(fā)明提供的生產(chǎn)方法進(jìn)行冶煉，冶煉終點(diǎn)目標(biāo)化學(xué)成分的重量百分比分別為C :0. 2%，S 0. 005%, P 0. 008% ；冶煉過程中第一爐的終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1670 1690°C ； 冶煉過程中連澆的終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1660 1680°C ；冶煉過程中采用Al-Fe脫氧，Al-Fe的加入量為4kg/t ；冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料，出鋼前期就開始隨鋼流加入渣料，出鋼量達(dá)到1/5前加入所有渣料，每爐800 kg小粒白灰和200kg螢石；之后，采用Si-Mn調(diào) Si，使得Si的質(zhì)量百分比為1.55%采用AHe調(diào)Al，使得Al的質(zhì)量百分比為1%，采用微碳 Mn-Fe調(diào)Mn，使得Mn的質(zhì)量百分比為2. 2% ；冶煉過程在出鋼過程中，出鋼下渣量彡80mm,出鋼時(shí)間彡4分鐘。冶煉完成時(shí)，得到化學(xué)成分重量百分比分別為=C 0. 2%，Si 1. 55%，Mn 2. 2%, P 0. 008%, S 0. 005%, Alt :1%，N :0. 005%, Nb :0. 045%, V :0. 08%，余量為 Fe 和雜質(zhì)的連鑄坯。
熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為1250°C ；熱軋終軋溫度為890°C ；熱軋卷取溫度為 6900C。熱軋結(jié)束時(shí)，獲得的熱軋板厚度為5. 0mm。冷軋過程中，冷軋的壓下率為40%_60%。冷軋結(jié)束時(shí)，獲得厚度為1. 8mm的冷硬態(tài)帶鋼。之后，對(duì)上述冷硬態(tài)帶鋼進(jìn)行連續(xù)退火，具體為
A.冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至250°C實(shí)現(xiàn)預(yù)熱，其加熱速度12°CATl5°C/S，以縮短加熱時(shí)間。該過程中，冷變形的鐵素體發(fā)生回復(fù)。B.經(jīng)過預(yù)熱的帶鋼進(jìn)一步加熱到820°C，其加熱速度為1. 5°C /s^TC /s該過程實(shí)現(xiàn)冷軋鐵素體組織的再結(jié)晶，并且珠光體先轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體并向鐵素體長大。C.經(jīng)過進(jìn)一步加熱后的帶鋼在820°C保溫85iTl20S。該過程實(shí)現(xiàn)部分奧氏體化， 鐵素體中的C、Mn元素向奧氏體中轉(zhuǎn)移并在奧氏體中均化。D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至650°C，冷卻速度約為3°C /s^7°C /s。該過程使得奧氏體部分轉(zhuǎn)移為鐵素體，C、Mn等元素進(jìn)一步向奧氏體中聚集。E.將經(jīng)過冷卻至650°C的帶鋼經(jīng)吹氣冷卻至380°C，保溫300s 400s進(jìn)行過時(shí)效處理。該過程中，部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w，進(jìn)一步使碳富集在殘留奧氏體中，并使得提高奧氏體穩(wěn)定性。F.將經(jīng)過過時(shí)效處理的帶鋼最后冷卻至160°C，冷卻速度約為2°C/s、°C/s。在上述條件下進(jìn)行冷卻，能夠較好地保證奧氏體的穩(wěn)定性，從而，帶鋼的強(qiáng)度和延伸率處于較好，使得成品TRIP鋼的強(qiáng)度和塑性較好。經(jīng)過以上步驟，獲得的IOOOMPa級(jí)以上冷軋TRIP鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比分別為:C :0. 2%, Si :1. 55%, Mn :2. 2%, P :0. 008%, S :0. 005%, Alt 1%, N :0. 005%, Nb :0. 045%, V 0. 08%，余量為Fe和雜質(zhì)。其力學(xué)性能與寶鋼標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比如表1所示
表1本發(fā)明提供的冷軋TRIP鋼力學(xué)性能與寶鋼標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比表
權(quán)利要求
1.一種IOOOMI^級(jí)以上冷軋TRIP鋼，其特征在于，化學(xué)成分重量百分比分別為 CO. 18% 0. 23%, Sil. 3% 1. 6%, Mn2. 1% 2. 3%, NbO. 03% 0. 05%, V0. 03% 0. 09%, P 彡 0. 01%, S 彡 0. 01%, AltO. 8% 1. 2%, N 彡 0. 005%，余量為！^e 及雜質(zhì)。
2.基于所述冷軋TRIP鋼的生產(chǎn)方法，包括冶煉，熱軋，冷軋，以及，連續(xù)退火，其特征在于，所述冶煉過程中，終點(diǎn)目標(biāo)化學(xué)成分的重量百分比分別為C0. 18-0. 23%，S彡0. 010%, P 彡 0. 01% ；所述冶煉過程中，第一爐的終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1670 1690°C ； 所述冶煉過程中，連澆的終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1660 1680°C ； 所述冶煉過程中，采用Al-Fe脫氧；所述冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料，出鋼下渣量< 80mm，出鋼時(shí)間> 4分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，采用Al-Fe脫氧時(shí)，所述AHe的加入量為 4kg/t。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉在出鋼過程中，加入渣料時(shí)，出鋼前期就開始隨鋼流加入渣料，出鋼量達(dá)到1/5前加入所有渣料，每爐800 kg小粒白灰和 200kg螢石。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉在出鋼過程中，采用Si-Mn調(diào) Si，采用Al-Fe調(diào)Al，采用微碳Mn-Fe調(diào)Mn。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為 1220 1280°C ；終軋溫度為860 920°C ；卷取溫度為630 680°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述冷軋過程中，冷軋的壓下率為 40%-60%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述連續(xù)退火包括A.冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至250°C實(shí)現(xiàn)預(yù)熱，其加熱速度12°C/s^15°C /s ；B.經(jīng)過預(yù)熱的帶鋼進(jìn)一步加熱到800°C、30°C，其加熱速度為1.5°C /s^TC /s ；C.經(jīng)過進(jìn)一步加熱后的帶鋼在810°C 830°C保溫85s 120s；D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至650°C 700°C，冷卻速度約為3°C /s^7°C /s ；Ε.將經(jīng)過冷卻至650°C 700°C的帶鋼經(jīng)吹氣冷卻至370°C 420°C，保溫300s 400s 進(jìn)行過時(shí)效處理；F.將經(jīng)過過時(shí)效處理的帶鋼最后冷卻至160°C，冷卻速度約為2V /s 4V /s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種1000MPa級(jí)以上冷軋TRIP鋼及其制備方法，屬于高強(qiáng)高塑性冷軋鋼技術(shù)領(lǐng)域。該冷軋TRIP鋼的化學(xué)成分重量百分比分別為C0.18%～0.23%，Si1.3%～1.6%，Mn2.1%～2.3%，Nb0.03%～0.05%，V0.03%～0.09%，P≤0.01%，S≤0.01%，Alt0.8%～1.2%，N≤0.005%，余量為Fe及雜質(zhì)。該冷軋TRIP鋼的生產(chǎn)方法，包括冶煉，熱軋，冷軋，以及，連續(xù)退火。該冷軋TRIP鋼強(qiáng)度高、塑性強(qiáng)，在將其應(yīng)用于汽車時(shí)，有利于減輕汽車自重。
文檔編號(hào)C21D9/52GK102312157SQ20111028080
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者姜英花, 朱國森, 熊愛明, 鄺霜 申請(qǐng)人:首鋼總公司