[发明专利]一种屈服强度为1000MPa级的沉淀强化型铁素体钢及生产方法

说明书

一种屈服强度为1000MPa级的沉淀强化型铁素体钢，其组分及wt%为：C：0.112~0.158%，Si：0.07~0.21%，Mn：0.71~1.08%，P：≤0.008%，S：≤0.003%，Cr：0.13~0.28%，V：0.21~0.34%，Ti：0.152~0.186%，Mo：0.413~0.527%，N：≤0.005%。生产方法：经常规冶炼、浇铸成坯后对铸坯加热；两段式热轧；层流冷却；卷取；自然冷却至室温后酸洗；温轧；退火；冷却。本发明既能使钢的屈服强度在1001~1047MPa，抗拉强度在1053~1096MPa，延伸率≥19.5%，铁素体平均晶粒尺寸在1.3~1.8μm，沉淀强化贡献量为337~379MPa，具有优良的塑性、成型性能、焊接性能。

技术领域

本发明涉及一种低碳超高强度铁素体钢及其生产方法，确切地属于屈服强度为1000MPa级的沉淀强化型超细晶铁素体钢及生产方法，其适用于汽车，交通运输，工程机械等领域。背景技术

近年来，高性能汽车用钢发展迅速，其被视为汽车轻量化的关键，是实现汽车节能减排的重要手段之一。着力研究和发展高性能汽车用钢技术对我国钢铁和汽车产业的发展具有重要意义。超高强度铁素体钢作为高性能汽车用钢的一个重要发展方向，具有优良的塑性、成型性能、焊接性能等，尤其适合制作复杂结构的汽车零部件，且生产工艺简单、成本低。然而，铁素体钢强度较低，如何提高其强度成为了发展超高强度铁素体汽车钢的关键。目前，超高强钢主要以马氏体钢和贝氏体钢为主，这类钢具有超高强度但其延伸率较低，无法满足制作复杂结构的汽车零部件的要求。此外，该类钢的生产需要添加大量的合金元素、并且需要经过复杂的热处理过程，制造流程长，生产成本高，如经检索的：

中国专利申请号为201210117567.8的文献，其公开了一种屈服强度高于900MPa的非调质态热轧带钢及其制备方法，其采用低碳成分设计，其成分范围为：C0.06~0.12%，Si0.10~0.30%,Mn0.80~1.20%，Nb0.00~0.04%，V0.00~0.04%，Ti0.02~0.10%，Cr0.8~1.20%，Mo0.10~0.30%，B0.001~0.003%，P＜0.012%，S＜0.01%，通过添加微合金元素和控轧控冷、控轧控冷+回火技术，生产出屈服强度不小于900MPa，抗拉强度不小于940MPa，断后伸长率为12~16%的钢带，其金相组织为晶粒较为细小的贝氏体/马氏体或回火贝氏体/回火马氏体及少量残余奥氏体的组织。其屈服强度虽达到了900MPa级，但其延伸率仅为12~16%，其主要强化机理是贝氏体/马氏体的相变强化，强度高但其延伸率相对较低。仍不能满足更高级别部件的使用要求。

中国专利申请号为201610713632.1的文献，其公开了一种用薄板坯直接轧制的抗拉强度≥1100MPa薄热成形钢及生产方法，其成分范围为：C：0.12～0.16%，Si：0.15～0.20%，Mn ：0.7～1.0%，P≤0.02%，S≤0.008%，Als：0.015～0.060%，Cr：0.15～0.20%，Ti：0.005～0.02%或Nb：0 .005～0.02%或V：0.005～0.02%或其中两种以上以任意比例的混合，B：0.0005～0.0020%，N≤0.005%。其采用薄板坯连铸连轧生产的热轧原料，进行加热奥氏体化；再利用模具冲压成形，然后进行淬火处理，最终得到抗拉强度≥1100MPa热成形钢，其延伸率不超过9%，淬火后的成品组织为马氏体，其主要依靠马氏体相变强化，所以强度高但其延伸率相对较低。

然而，现有的铁素体钢对于延伸率来讲能满足要求，但其强度较低。目前铁素体钢的屈服强度一般小于700MPa。

而本发明主要采用Ti-V-Mo复合微合金化技术，采用常规热轧+温轧+退火的方式，获得一种屈服强度范围为1001~1047MPa，抗拉强度范围为1053~1096MPa，延伸率≥19.5%，铁素体平均晶粒尺寸为1.3~1.8μm，沉淀强化贡献量为337~379MPa的沉淀强化型超细晶铁素体钢。本发明的主要特点是结合热轧、温轧和退火工艺，在细化铁素体晶粒尺寸的同时充分发挥沉淀强化作用，实现铁素体钢的超高强化。

发明内容