[发明专利]一种提高低密度钢强塑性的退火工艺及低密度钢的生产方法

说明书

本发明的一种提高低密度钢强塑性的退火工艺及低密度钢的生产方法，属于低密度钢技术领域。包括一次奥氏体化处理：将低密度钢加热到1000～1100℃，保温3～4小时；碳化物处理：将一次奥氏体化处理得到的低密度钢冷却到650～750℃，保温2～3小时；二次奥氏体化处理：将碳化物处理得到的低密度钢加热到850～950℃，保温1～3小时；冷却：将二次奥氏体化处理得到的低密度钢快速水淬冷却至室温；本发明将低密度钢通过一次奥氏体化处理、碳化物处理、二次奥氏体化处理和冷却等步骤后，得到强塑积大于50GPa·％的低密度钢，具有良好的力学性能和加工性能。

技术领域

本发明属于低密度钢技术领域，具体来说是一种提高低密度钢强塑性的退火工艺及低密度钢的生产方法。

背景技术

随着资源、能源和环境问题的日益严峻，人们环保意识的抬头和可持续发展战略的客观要求，汽车轻量化已经成为未来的发展趋势。为实现汽车轻量化可采取的途径主要有两种：一是选择轻质材料，比如低密度铝及铝合金、镁及镁合金、工程塑料或碳纤维复合材料等，主要以铝合金为主；二是使用高强度钢板代替普通钢板，通过降低钢板厚度以实现轻量化，主要包括马氏体钢、CP钢、TRIP钢、TWIP钢、DP钢等。在此基础上，诞生了开发高强度低密度钢的研究思潮，即开发集低密度和高强度于一身的钢板。

目前，已有技术通过向铁素体钢当中添加高含量的C和Mn元素，获取高强度高塑性的低密度钢。但是，这种技术由于连铸坯内部合金元素的偏析严重，轧制过程中会出现严重的中心和边部裂纹、制备的钢板冷弯性差等加工制造问题。

经检索，发明创造的名称为：高速钢退火方法(申请号：201110446207.8，申请日：2011.12.28)，该方法先将高速钢锭坯材装炉后，缓慢升温至700℃，保温2～3小时；继续升温，确保钢锭坯材的最低温度达到760℃；控制缓慢降温，使炉内高速钢钢锭坯材奥氏体组织、马氏体和贝氏体组织缓慢通过珠光体有效转变区，转变为珠光体或回火索氏体或回火屈氏体中的至少一种；断电炉冷至500℃以下，出炉空冷。该申请案实现对具有不稳定组织(马氏体、贝氏体或其混合组织)的冷锭坯材和具有过冷奥氏体组织的热锭坯材可以同时装炉一起退火，然后分别获得珠光体或回火索氏体、回火屈氏体及其混合的稳定组织，但是该申请案的不足之处在于使用该方法得到的钢材的强塑积不高，无法满足使用需求。

此外，发明创造的名称为：一种低密度Fe-Mn-Al-C系冷轧汽车用钢板的制备方法(申请号：201510107144.1，申请日：2015.06.03)，该申请案的汽车用钢板的化学成分为：C、0.65％～0.75％，Mn、14.0％～19.0％，Al、7.0％～10.5％，P0.003％、S0.002％，余量为Fe及不可避免杂质。制备工艺步骤包括：冶炼；锻造；钢坯加热到1150～1180℃保温2h后进行多道次热轧变形，开轧温度1050～1100℃，终轧温度850～900℃，累计变形量在80％～90％，卷取温度200～300℃；热轧后钢板进一步固溶处理，950～1050℃保温0.5～1h后水淬处理；接着冷轧变形，累积压缩量为60～80％；之后退火处理，在1000℃保温10～15min后水淬；试验用钢为奥氏体+铁素体双相组织，最终获得具有低密度、高强韧的冷轧双相汽车用钢板。但是其强塑积只有40GPa·％，无法满足市场未来的需求。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有技术中退火工艺获得的钢才强塑积不高和性能达不到要求的问题，提供一种提高低密度钢强塑性的退火工艺及低密度钢的生产方法，将低密度钢通过一次奥氏体化处理、碳化物处理、二次奥氏体化处理和冷却等步骤后，得到强塑积大于50GPa·％的低密度钢，具有良好的力学性能和加工性能。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：一种提高低密度钢强塑性的退火工艺，所述退火工艺步骤如下：

(1)一次奥氏体化处理：将低密度钢加热到1000～1100℃，保温3～4小时；