[发明专利]一种热轧相变诱发塑性钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种热轧相变诱发塑性钢板及其制备方法。

背景技术

国家推出燃油税政策使得消费者更多选择耗油少、排量小的汽车，汽车工业的升级换代必须加快。TRIP(Transformation Induced Plasticity)钢又称相变诱发塑性钢，是近几年发展起来的一种高强度高塑性钢。用作汽车钢板可以减轻车重，降低油耗，同时有较强的能量吸收能力，能够抵御撞击时的塑性变形，显著提高汽车的安全等级，具有明显的优越性。这种钢板成为近来汽车用钢板的一大热点。随着生产工艺的不断提高和完善，TRIP钢板的大规模工业化生产已成为可能，应用前景也将更加广阔。

典型的硅锰系TRIP钢含有1.3％～2.0％的硅，硅的存在有利于获得较多的残余奥氏体，从而获得大的相变诱发塑性。但硅含量过高使得TRIP钢在工业生产中存在以下几方面的问题：(a)连铸坯韧性较差，不易生产；(b)热轧时易产生很厚的氧化铁皮，不易酸洗，影响带钢的表面质量；(c)在热镀锌时，高的Si含量使锌层的润湿性变差且极易形成脆性的合金层，从而减弱镀层与基板的结合力。铝的作用方式与硅类似，且铝的添加不会恶化镀覆性能，铝可以作为硅的替代元素。但是铝含量过高会降低钢的抗热裂纹能力和镀锌产品耐侵蚀能力。微合金元素Nb的加入对晶粒细化、相变行为、奥氏体中的碳富集和马氏体形核起着显著的作用，使工艺控制变得较容易，能够在韧性不明显下降的情况下进一步增加钢的强度。

生产TRIP钢板典型的工艺路线主要分为热轧和冷轧热处理两种。近二十来，国内外学者的研究领域主要集中在冷轧热处理TRIP钢的轧后临界退火和贝氏体等温处理方面。而对于热轧TRIP钢的研究在生产中更具有实际意义，相关报道却不多见。这是因为热轧TRIP钢为了得到一定量而稳定的残余奥氏体，需要在一定的温度范围内结束冷却，这在生产操作上是有一定困难的，需要改进操作技术和准确地确定冷却温度。而热轧TRIP钢的生产相对于冷轧热处理TRIP钢生产不需要冷轧和冷轧后的热处理等工艺步骤，从而降低了生产成本。而现有的TRIP钢的硅含量过高，使得钢板的连铸坯韧性较差、恶化钢的热轧性能和镀覆性能。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种热轧相变诱发塑性钢钢板及其制备方法。

本发明的热轧相变诱发塑性钢板(TRIP钢板)的成分按重量百分比为含C0.18～0.20％，Mn1.30～1.45％，Si0.60～0.70％，Al0.50～0.60％，P≤0.009％，S≤0.007％，Nb0～0.040％，余量为Fe。该热轧钢板的屈服强度不小于535MPa，抗拉强度不小于639MPa，强塑积大于18000MPa％。

本发明的热轧TRIP钢板的制备方法按以下步骤进行：

1、将低碳硅钢冶炼成钢锭，其成分按重量百分比为C0.18～0.20％，Mn1.30～1.45％，Si0.60～0.70％，Al0.50～0.60％，P≤0.009％，S≤0.007％，Nb0～0.040％，余量为Fe。然后将该钢锭加热至1200±10℃，保温1.5～2hr，锻造成钢坯。

2、采用热装炉的方式，在750～800℃条件下将钢坯装入加热炉中，加热至1200±10℃，保温1～2hr，保温结束后采用轧机进行粗轧和精轧，开轧温度为1060～1120℃，粗轧为3～5个道次，轧制温度为900～1120℃，粗轧总变形量为40～50％；精轧为2个道次，轧制温度为760～870℃，精轧总变形量为40～50％，终轧温度为760～800℃，获得轧件。

3、精轧结束后将轧件空冷至700～760℃，再以40～50℃/s的速度加速冷却，冷却至350～550℃时采用卷取机卷取，卷曲后空冷至室温。

本发明以铝部分取代硅使得钢中的硅的质量分数降低，同时加入或不加入微合金元素铌的原则设计了新型TRIP钢的化学成分。当TRIP钢中含Nb时，Nb的加入使得TRIP钢的组织得到细化，残余奥氏体量略有减少。随着Nb含量的增加，屈服强度和抗拉强度升高，然而Nb含量过高使得经济成本增加的同时，随Nb含量的增加，TRIP钢铁素体晶粒大小和贝氏体组织的尺寸大小降低，贝氏体量增加，伸长率和强塑积却降低。因此Nb的含量控制在在一定范围之内(0.010～0.020％左右)效果更好。