[发明专利]一种热轧相变诱发塑性钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特种钢材材料的制备方法，属于汽车、煤炭及石油开采应用领域。尤其涉及一种热轧相变诱发塑性钢(TRIP)及其制造方法。

背景技术

相变诱发塑性(TRIP：Transformation Induced Plasticity)钢是一个新的钢种，是以一种新的思路对钢强韧化，即利用钢中的残余奥氏体在受力产生应变的的情况下转变为马氏体，从而来达到强化的目的，同时材料的塑性又会大大增加，这样同时实现了强韧性能的最优化，是其它钢种所不具备的。TRIP钢板具有高的屈服强度和抗拉强度，延展性强，冲压成形能力高，同传统钢板相比，用TRIP钢板制造的零件重量减轻约12％，而车重减轻10％，可降低油耗3％一7％，同时废气的排放量也减少，减轻了对环境的污染，同时能量吸收的能力强，能够抵御撞击时的塑性变形，显著提升了汽车的安全等级，整体经济效益明显提高。这种钢板的应用在汽车界引起广泛的关注和重视。由于TRIP钢性能的可调节范围较广，不同成分的TRIP钢经过不同的热处理可得到不同的强韧化组合，以适应悬挂系统、传动系统、安全结构件等的不同需求。因此TRIP钢的成分配比及热处理工艺仍是近年来研究的重点。

发明内容

针对在TRIP钢制备过程中出现的问题，为了使钢板具有良好的涂镀能力、可焊性以及耐磨性，同时还具有高的强度和塑性，本发明提供一种热轧相变诱发塑性钢及其制备方法，并结合合适的热处理工艺，获得具有较高的屈服强度和延伸率的热轧相变诱发塑性钢。

为了解决上述技术问题，本发明热轧相变诱发塑性钢，按重量百分比热轧相变诱发塑性钢的材料由以下组分组成：

C：0.05～0.4％；

Si：0.1～0.5％；

Mn：1～2％；

Cr：0.1～1.5％；

Ni：≤1.5％；

Al：≤0.06％；

N：≤0.01％；

其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明热轧相变诱发塑性钢的材料中还含有重量百分比为0.01～0.1％的V。

本发明热轧相变诱发塑性钢的材料中的杂质是含有重量百分比为≤0.025％的P和重量百分比为≤0.005％的S。

本发明一种热轧相变诱发塑性钢的制备方法包括以下步骤：

(1)按照组分及含量要求将所有原料混合均匀后，在真空感应炉内冶炼；

(2)冶炼成钢锭后，将钢锭加热到1200℃，保温2小时后锻造成钢坯，将钢坯加热到1250℃保温1.5小时，保温结束后，对其进行热轧制；

(3)热轧制的过程是：首先进行粗轧，开轧温度为1150～1250℃，粗轧3个道次总变形量85％；然后进行精轧，精轧2个道次总变形量为15％，轧制温度为890～1000℃；终轧温度为800～850℃，最后将钢坯热轧为5-10mm厚的钢板；

(4)对热轧后的钢板进行热处理：首先在950℃保温30～60分钟，然后空冷至750～800℃保温30～60分钟，然后盐浴淬火处理，在400-500℃保温20～120分钟，然后卷板，空冷至室温，最终获得抗拉强度为600～900Mpa，延伸率为25％～35％，强塑积大于18000MPa％的热轧相变诱发塑性钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的热轧相变诱发塑性钢中碳C含量在0.05～0.4％之间，碳含量太低时则不易于TRIP效应显现，含碳量太高则焊接性差，延伸率也受影响，同时为保持钢板较好的焊接性，碳含量一般取小值。对于合金元素硅Si，当其含量较大时，热处理时钢板表面易产生稳定的氧化物，使相变诱发塑性钢涂镀能力变差，影响钢板表面质量，降低使用性能。因此本发明控制硅的含量在0.1～0.5％之间。同时，本发明还加入了0.1～1.5％的Cr，Cr能缩小奥氏体相变区并提高临界区转变温度A_C3，使贝氏体转变区域向低温区域移动，降低了马氏体转变温度(Ms)，有利于残余奥氏体获得。同时Cr的加入还能提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。

本发明还可选择性的添加0.01～0.1％的V。V是铁素体稳定元素，一般用来抑制TRIP钢中的相变行为，并有析出强化、细化晶粒的作用。