專利名稱：一種高強(qiáng)塑積trip鋼板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車用鋼制造領(lǐng)域，涉及一種強(qiáng)塑積> 30GPa%的高強(qiáng)塑積TRIP鋼板及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人們對汽車環(huán)保、安全、節(jié)能要求的不斷提高，汽車行業(yè)對汽車用鋼提出了更高的要求，不僅要求汽車用鋼有著高強(qiáng)度，同時(shí)要求汽車用鋼具有很好的延伸率以滿足汽車零件沖壓成形的要求。為了滿足汽車行業(yè)快速發(fā)展的要求，世界各大鋼鐵公司先后開發(fā)了以DP、TRIP鋼為代表的第一代先進(jìn)高強(qiáng)鋼、以TWIP鋼為代表的第二代先進(jìn)高強(qiáng)鋼和以QP鋼和高錳TRIP鋼為代表的第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼。
以DP和TRIP鋼為代表的第一代先進(jìn)高強(qiáng)鋼研制開發(fā)成功和在汽車行業(yè)上的大量應(yīng)用，對于汽車節(jié)能、環(huán)保、安全性能的提高起到了極大的促進(jìn)作用。其不足之處在于，DP鋼和TRIP鋼的強(qiáng)塑積在20GPa%左右，難以滿足汽車工業(yè)不斷提高的節(jié)能、安全和環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)。以TWIP鋼為代表的第二代先進(jìn)高強(qiáng)鋼，相比于第一代先進(jìn)高強(qiáng)鋼，其強(qiáng)塑積大幅度提高，TWIP鋼強(qiáng)塑積達(dá)到60GPa%，表現(xiàn)出非常好的強(qiáng)度和塑性。不足之處在于，錳含量較高，在15 24%之間，成本高，價(jià)格昂貴。同時(shí)生產(chǎn)組織困難。第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼，相對于第二代先進(jìn)高強(qiáng)鋼，采用低合金含量的成分設(shè)計(jì)，具有成本低的特點(diǎn)，同時(shí)其性能指標(biāo)較第一代先進(jìn)高強(qiáng)鋼有明顯提高，目標(biāo)為強(qiáng)塑積大于30GPa%。作為第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼之一，QP鋼，其具有良好的強(qiáng)度和塑性，不足之處在于工藝復(fù)雜，需要專門的連退線才能實(shí)現(xiàn)其工藝要求，因此成本高，性能穩(wěn)定性差。相比于其它各鋼種，高錳TRIP鋼具有工藝簡單，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)線上能夠生產(chǎn)，不需要專門的設(shè)備等特點(diǎn)，并且鋼板的強(qiáng)塑積可以達(dá)到30GPa%，能夠滿足大多數(shù)汽車結(jié)構(gòu)件的沖壓和減重需要。專利CN 102304664A提供一種高強(qiáng)度高塑性含鋁中錳TRIP冷軋鋼板及制備方法，其優(yōu)點(diǎn)在于鋼板的抗拉強(qiáng)度達(dá)到90(Tl210MPa，延伸率達(dá)到17 30%，表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度和塑性。不足之處在于(I)鋼中Al含量較高，在f 8%范圍內(nèi)，連鑄困難；(2)鋼板退火時(shí)間在2 20分鐘之間，退火時(shí)間短，難以起到使Mn富集的目的。專利CN 102321854A提供一種低碳高錳TRIP鋼及其生產(chǎn)方法，其優(yōu)點(diǎn)在于抗拉強(qiáng)度達(dá)到100(Tl500MPa，不足之處在于鋼中加了大量的合金，導(dǎo)致成本高。Si元素和Al元素含量很低，難以起到抑制碳析出的作用。同時(shí)，熱軋卷曲溫度為580度，卷曲溫度較低，導(dǎo)致冷軋困難。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)塑積TRIP鋼板及其制造方法。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為(I) 一種高強(qiáng)塑積TRIP鋼板，其特征在于TRIP鋼板的化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為C 0. 08% O. 5%、Si 0. 4% 2· 0%、Μη 3% 8%、P ·.( O. 10%、S ·.( O. 02%,Al :0. 02% 4%、N :彡 O. 01%、Nb :0 0· 5%、V :0 0· 5%、Ti :0 0· 5%,Cr :0 2%、Mo :0 1%，以及剩余部分由 Fe和不可避免的雜質(zhì)組成；顯微組織中馬氏體以面積率計(jì)為309Γ90%，奧氏體以體積率計(jì)為5 30%，其余為少量鐵素體和滲碳體。
(2) 一種高強(qiáng)塑積TRIP鋼板的制備方法，其制備過程包括冶煉、連鑄、熱軋、酸洗、冷軋、罩式爐退火等過程，其特征在于Ca)軋制熱軋加熱溫度1100 1250°C，保溫時(shí)間為彡2h，開軋溫度為彡1100°C，終軋溫度850 950°C，卷取溫度< 720°C ;熱軋板厚度為2^4mm ;如果客戶要求鋼板厚度在2 4_之間，也可以不進(jìn)行冷軋；冷軋累積壓下量40% 80%; (b)罩式爐退火隨爐加熱，保溫溫度為550 750°C，保溫時(shí)間為l 20h，隨爐冷卻。即得到高強(qiáng)塑積冷軋TRIP鋼板。下面將對本發(fā)明化學(xué)成分的限定進(jìn)行說明C :用于鋼的強(qiáng)化以及提高殘余奧氏體穩(wěn)定性的重要元素，是生產(chǎn)TRIP鋼不可或缺的元素。為了得到強(qiáng)塑積大于30GPa9^^TRIP鋼，C含量在0.08%以上是必要的。同時(shí)，如果C含量過多，容易導(dǎo)致成形性能和焊接性能下降，因此O. 5%是其上限。Si :是對提高TRIP鋼的強(qiáng)度和延伸率有利的元素。Si元素的添加可以抑制滲碳體的析出，同時(shí)起到固溶強(qiáng)化的作用。因此Si元素的下限為0.4%。然而，如果Si元素含量過高將導(dǎo)致TRIP鋼的表面質(zhì)量、涂鍍性能和焊接性能的下降，因此上限確定為2. 0%。Mn :是對提高TRIP鋼的強(qiáng)度和保持奧氏體穩(wěn)定性有利的元素。在低于3%時(shí)，強(qiáng)度不能夠滿足要求。在超過8%時(shí)，將導(dǎo)致連鑄和軋制困難，因此上限為8%，下限為3%。P :是對抑制C析出，穩(wěn)定奧氏體有利的元素。當(dāng)P含量超過O. 10%時(shí)，將導(dǎo)致P元素在晶界上的偏析進(jìn)而惡化其加工性能，因此上限為0.10%。S :以Mn等硫化物系夾雜物形式殘留，是有害元素。特別是鋼板的強(qiáng)度越高，影響越大，因此其含量必須控制在O. 02%以下。Al:是鋼中必須的脫氧元素和抑制C從奧氏體中析出的元素，當(dāng)Al元素含量低于O. 02%時(shí)，起不到脫氧效果和抑制C析出的作用，當(dāng)Al含量高于3%時(shí)，將導(dǎo)致氧化鋁等夾雜物增加，導(dǎo)致連鑄困難。N :超過O. 01%時(shí)，將導(dǎo)致鋼板的時(shí)效性和加工性能變差，因此其上限為O. 01%。Nb :主要作用是細(xì)化晶粒和析出強(qiáng)化的作用，同時(shí)改善焊接性能。Nb含量過高會導(dǎo)致鋼板的加工性能變差。因此其上限為O. 5%。V :主要起到析出強(qiáng)化和改善焊接性能的作用。V含量過高會導(dǎo)致鋼板的加工性能變差。因此其上限為0.5%。Ti :主要作用是細(xì)化晶粒和析出強(qiáng)化的作用，同時(shí)改善焊接性能。Ti含量過高導(dǎo)致鋼板的加工性能變差。因此其上限為O. 5%。Cr :主要起到提高鋼板強(qiáng)度和淬透性的作用。Cr含量過高會導(dǎo)致鋼板塑性變差，因此其上限為2%。Mo :主要起到提高鋼板強(qiáng)度和淬透性的作用，促進(jìn)鋼板中形成貝氏體組織。Mo含量過高，會導(dǎo)致鋼板成本上升和加工性能下降。因此其上限為1%。本發(fā)明的制造方法包括(I)冶煉、連鑄工序；(2 )軋制工序(包括熱軋和冷軋)；(3)罩式爐退火工序。為了獲得本發(fā)明的鋼板，軋制工序和罩式爐退火工序尤其重要。(I)冶煉、連鑄工序冶煉、連鑄工序未被特別限定，采用通常的方法生產(chǎn)出滿足成分要求的鋼水，經(jīng)連鑄機(jī)得到連鑄坯。(2)軋制工序軋制工序?qū)τ诘玫奖景l(fā)明高強(qiáng)塑積TRIP鋼板很重要，其工藝要求為連鑄坯加熱溫度1100 1250°C，保溫時(shí)間為彡2h，開軋溫度為彡1100°C，終軋溫度850 950°C，卷 取溫度< 720°C，當(dāng)卷曲溫度高于720°C，會導(dǎo)致鋼卷表面氧化嚴(yán)重，難以滿足用戶對鋼板表面的質(zhì)量要求。在得到厚度為2 4_熱軋板后，根據(jù)用戶需求，可以進(jìn)行壓下率為40% 80%的冷軋，得到冷軋板。如果熱軋板厚度已經(jīng)滿足客戶要求，也可以不進(jìn)行冷軋。(3)罩式爐退火工序退火溫度對于得到本發(fā)明高強(qiáng)塑積鋼板非常重要，當(dāng)溫度低于550°C，無法得到奧氏體組織。溫度高于750°C，會導(dǎo)致馬氏體板條粗大，降低鋼板的強(qiáng)度。因此退火溫度在550 750°C之間為適合的溫度。退火時(shí)間對于得到本發(fā)明的鋼板也很重要，如果保溫時(shí)間小于I小時(shí)，Mn元素在奧氏體中富集程度不足，無法在室溫得到穩(wěn)定的奧氏體組織。如果保溫時(shí)間高于20小時(shí)，會導(dǎo)致馬氏體板條粗大，降低鋼板的強(qiáng)度。因此適宜的時(shí)間范圍為f 20小時(shí)。在完成退火后，將鋼板隨爐冷卻，即可得到高強(qiáng)塑積TRIP鋼板。本發(fā)明具有優(yōu)良的性能，鋼板強(qiáng)塑積大于30GPa%。制備方法簡單，能夠利用傳統(tǒng)的生產(chǎn)線生產(chǎn)出性能優(yōu)良的鋼板。產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣泛，可以用于汽車、機(jī)械等多個(gè)行業(yè)。


圖I :實(shí)施例3鋼板的金相組織，馬氏體和奧氏體組織；圖2 :實(shí)施例3透射電鏡薄膜照片，馬氏體和奧氏體組織。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明實(shí)施例化學(xué)成分如表I所示表I化學(xué)成分(wt %)
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)塑積TRIP鋼板，其特征在于其化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)為C :0. 08% O. 5%、Si 0. 4% 2· 0%、Μη 3% 8%、P ·.( O. 10%,S ·.( O. 02%、A1 :0. 02% 4%、N ·.( O. 01%、Nb :0 0· 5%、V :0 0· 5%、Ti :0 0· 5%、Cr :0 2%、Mo :0 1%，以及剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)組成；顯微組織中馬氏體以面積率計(jì)為30°/Γ90%，奧氏體以體積率計(jì)為5°/Γ30%，其余為少量鐵素體和滲碳體。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的高強(qiáng)塑積TRIP鋼板的制備方法，包括冶煉、連鑄、熱軋、罩式爐退火過程，其特征在于熱軋加熱溫度1100 1250°C，保溫時(shí)間為彡2h，開軋溫度為彡1100°C，終軋溫度850 950°C，卷取溫度< 720V ;熱軋板厚度為2 4mm ;罩式爐退火為隨爐加熱，保溫溫度為550 750°C，保溫時(shí)間為l 20h，隨爐冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)塑積TRIP鋼板的制備方法，其特征在于熱軋后進(jìn)行酸洗和冷軋，冷軋累積壓下量40% 80%，冷軋后罩式爐退火。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高強(qiáng)塑積TRIP鋼板，C0.08%～0.5%、Si0.4%～2.0%、Mn3%～8%、P≤0.10%、S≤0.02%、Al0.02%～4%、N≤0.01%、Nb0~0.5%、V0~0.5%、Ti0~0.5%、Cr0~2%、Mo0~1%，以及剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)組成；顯微組織中馬氏體以面積率計(jì)30%~90%，奧氏體以體積率計(jì)5%~30%，其余為少量鐵素體和滲碳體。熱軋加熱溫度1100～1250℃，保溫時(shí)間≥2h，開軋溫度≥1100℃，終軋溫度850～950℃，卷取溫度＜720℃；熱軋板厚度2~4mm；罩式爐退火為隨爐加熱，保溫溫度550～750℃，保溫時(shí)間1~20h，隨爐冷卻。
文檔編號C22C38/14GK102912219SQ201210411320
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者郭金宇, 劉仁東, 王科強(qiáng), 徐榮杰, 孫建倫, 王旭, 林利, 徐鑫, 呂冬 申請人:鞍鋼股份有限公司