[发明专利]抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及抗拉强度大于1000MPa的铁索体/马氏体双相钢及其制备方法。

背景技术

双相钢是在铁素体基体上分布不同种类和体积分数的硬相从而使其具有良好的强度和塑性组合，从而极大的促进了其应用的广泛性。现在工业领域已经可以实现抗拉强度达1000MPa级双相钢板的制备，且主要是利用控制轧制以及对后续冷却路径的有效控制实现。其中所涉及的强化方法主要是提高硬相比例和细晶强化。对于强度大于1000MPa级别的高强以及超高强双相钢现阶段的研发还很少，尤其是具有产业化前景的工艺方法更是少见。通常强度的提高往往是以牺牲塑性为代价，多数研究中涉及的高强钢虽然具有相当高的强度级别，个别强度甚至接近2000MPa级，但是其延伸率几乎为零，多数延伸率都在10％以下，使其应用的可能性大大折扣。

钢铁材料强度的升级必然能够有效的扩大其应用领域，当然这必须考虑塑性因素，只有两者存在良好的配比关系，才能从根本上实现材料升级换代的目标。在当今随着可持续发展观念日渐深入人心，也是处于节能和节约资源考虑，各国的材料研究工作者更倾向于利用细晶强化来提升材料的使用性能；而有关晶粒超细化的研究工作至今在国内外开展的工作已有很多，且涉及的方法也多种多样，归结起来主要有两大类：改进型TMCP，大塑性变形。对比来看改进型TMCP工艺的工业化前景似乎更为良好，但目前这方面的研究仍然较少。

发明内容

针对现有技术上的问题，本发明提供如下抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法。

本发明的抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的化学成分分为两种：

第一种低碳钢的化学组成成分按重量百分比为含C 0.10～0.20％，Si 0.1～1.5％，Mn1.0～2.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb 0.02～0.05％，余量为Fe；所述的铁素体/马氏体双相钢板材抗拉强度在1190Mpa以上，屈强比在0.58～0.65，总延伸率在14.88％以上。

第二种低碳钢的化学组成成分按重量百分比为含C 0.10～0.20％，Si 0.1～1.5％，Mn1.0～2.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb 0.02～0.05％，V 0.05～0.07％，Ti 0.02～0.05％，余量为Fe；所述的铁素体/马氏体双相钢板材抗拉强度在1190Mpa以上，屈强比在0.58～0.65，总延伸率在14.88％以上。

本发明的抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢双相钢的制备方法为：

1、冶炼低碳钢，浇铸成铸坯，其成分为上述第一种低碳钢或第二种低碳钢。

2、将铸坯加热至1200℃保温2h后，轧制成热轧板坯，空冷至室温，使之具有铁素体/珠光体组织。

3、将空冷后的热轧板坯加热至500℃保温1～2h后，进行多道次轧制，累计压下量为80％～95％，获得温轧板坯。

4、将温轧板坯以≥10℃/s的速度加热至800～900℃，保温1～5s后，空冷至650～750℃，单道次轧制，压下量为30～60％，随即入水冷却，制备成铁素体/马氏体双相钢。

本发明主要利用低碳微合金钢为原料，充分利用了细晶强化(铁素体基体平均晶粒尺寸＜2μm)以及复相强化方式，且在组织中引入较多量的残余奥氏体组织，通过一种简便的TMCP工艺方式获得抗拉强度接近或达到1200MPa级的高强双相钢，所得双相钢心部马氏体体积分数高于板材表面马氏体体积分数，且基体铁素体的平均晶粒尺寸＜2μm；抗拉强度1200MPa，屈强比约为0.6且总延伸率在15％左右，具有良好的综合力学性能，从而在获得高强度的同时能够保证良好的塑性，显示了这一工艺方法的优越性。本发明的方法工序简单，可操作性较强，并且具有良好的工业应用前景。

附图说明：

图1为本发明的铁素体/马氏体双相钢的制备方法中的由热轧板坯到制备成铁素体/马氏体双相钢的操作流程示意图，图中Tε为保温温度，e为压下量，其中第一阶段是将具有铁素体/珠光体组织的热轧坯加热至500℃保温后温轧而获得温轧铁素体/珠光体特征组织；第二阶段则是将温轧后坯料快速升温至要求温度，经后续单道次热轧及冷却而得到最终样品。

图2为本发明抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的制备方法中的热轧板坯的铁素体/珠光体组织电镜扫描图。

图3为本发明抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的铁素体/马氏体组织扫描电镜(SEM)图，其中(a)钢板表面附近组织，(b)钢板心部组织。