[发明专利]兼具高热稳定性、高强度、高塑性的多相TWIP钢的制备方法

说明书

本发明涉及先进高强钢的制备技术，具体为一种兼具高热稳定性、高强度、高塑性的多相TWIP钢的制备方法。本发明通过对常规熔炼的单相奥氏体TWIP钢，经高温均匀化热处理、冷轧和低温热处理，得到具有多相组织的TWIP钢。此多相TWIP钢不但克服奥氏体单相TWIP钢屈服强度低的缺点，具备预变形及纳米晶TWIP钢的优异强度和塑性，而且还克服预变形及纳米晶TWIP钢热稳定性差的缺点，可用于汽车用钢领域。

技术领域：

本发明涉及先进高强钢的制备技术，具体为一种兼具高热稳定性、高强度、高塑性的多相TWIP钢的制备方法。

背景技术：

TWIP作为一种新型高强结构钢种，由于具有高抗拉强度、高延展性，高应变硬化能力等优异性能，很有希望成为未来汽车用高强钢板的主体。目前Fe-Mn-C-Al-Si，Fe-Mn-C，Fe-Mn-C-Al系列TWIP钢，经常规铸造、热轧制，冷轧制，再结晶退火得到等轴晶的单相奥氏体晶粒。当晶粒大小为3μm时，其屈服强度只有400MPa左右，而工业生产过程中，难以进一步通过细化晶粒提高材料屈服强度。此外通过预变形及部分再结晶结合的手段也能提高材料的屈服强度。

例如，名义成分为Fe-22Mn-0.6C的TWIP钢，对其进行以下处理得到2种不同状态TWIP钢；

1)均匀化处理后，冷轧预变形，变形量为50％，后面简称预变形TWIP钢。

2)在1)的基础上，对材料进行600℃/5分钟再结晶退火，得到部分再结晶状态TWIP钢，后面简称部分再结晶TWIP钢。

预变形及部分再结晶状态TWIP钢主要拉伸力学性能如下表：

预变形处理也能提高TWIP钢的屈服强度，但往往牺牲材料的塑性，冷轧50％的预变形TWIP钢的延伸率仅2％。而部分再结晶可以提高TWIP钢屈服强度，同时具有高的极限拉伸强度，延伸率。但是部分再结晶状态TWIP钢的热稳定性较差。对上述部分再结晶TWIP钢，进行600℃/5分钟退火后，其主要拉伸力学性能为：σ_y＝310MPa、σ_u＝800MPa、δ＝85％。600℃/5分钟退火后，部分再结晶TWIP钢的屈服强度下降了约300Mpa，同时极限拉伸强度也下有下降。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种性能优异的兼具高热稳定性、高强度、高塑性的多相TWIP钢的制备方法，此多相TWIP钢不但克服奥氏体单相TWIP钢屈服强度低的缺点，具备预变形及纳米晶TWIP钢的优异强度和塑性，而且还克服预变形及纳米晶TWIP钢热稳定性差的缺点，可用于汽车用钢领域。

本发明的技术方案是：

一种兼具高热稳定性、高强度、高塑性的多相TWIP钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)按常规方法冶炼得到单相奥氏体TWIP钢；

(2)进行均匀化热处理，在1000℃～1200℃保温1～3小时，出炉水淬至室温；

(3)进行冷加工处理，冷加工变形量为30％～70％；

(4)在450℃±50℃保温100～400小时，炉冷至室温；

(5)在600℃±50℃退火2～10分钟，空冷至室温。

所述的兼具高热稳定性、高强度、高塑性的多相TWIP钢的制备方法，常规方法冶炼得到的单相奥氏体TWIP钢，经均匀化热处理后，对材料进行冷加工处理，变形量控制在既能产生大量纳米孪晶以强化材料，同时产生严重变形剪切带，为后续低温时效处理中碳元素的偏聚提供位点。