[发明专利]一种表面强塑性变形调控双相钢材料延韧性的加工方法

说明书

本发明为一种表面强塑性变形调控双相钢材料延韧性的加工方法，包含：均匀化、第一次临界区淬火、冷轧、表面喷丸处理以及第二次临界区淬火五步工序，采用轧制加表面喷丸处理的方法，利用表层及心部应变量大小差异，在热处理过程中可以形成形貌及分布不同的双相组织，从而制得可以兼得表层韧性和心部强度，综合性能出色的高强高韧双相钢。本发明采用轧制加表面喷丸处理的方法，可以达到细化铁素体马氏体双相组织的目的。利用表面和心部应变量大小差异，在热处理过程中形成形貌及分布不同的双相组织，从而制得的双相钢可以兼得表层的韧性和心部的强度，获得综合性能出色的高强高韧双相钢。

技术领域

本发明涉及RASP以及热处理制备高强高韧铁素体/马氏体双相钢加工领域，具体是一种表面强塑性变形调控双相钢材料延韧性的加工方法。

背景技术

以相变强化为基础，由铁素体基体与均匀分布的马氏体组成的双相钢(DP钢)是先进高强钢的典范。DP钢具有良好的强度和延性匹配、低屈强比以及高的初始加工硬化速率等特点，已经在汽车生产行业得到了广泛的应用。但是，节能减排及汽车轻量化对先进高强钢提出了更高的要求，主要包括优良的成型性能、高强塑性匹配、高几何精度、良好的均质性、新品种开发系列化等。对于金属材料而言，随着抗拉强度、屈服强度的进一步提升，塑性和成形性显著下降，使得冲压成形较为困难，难于满足后续的加工成形生产的要求。因此，汽车行业迫切需要一种成形性能优良的高强高韧双相钢。

双相钢的强韧化主要是由它的显微组织决定的，在双相钢中马氏体呈岛状分布在铁素体晶粒之间。双相钢的强度是由马氏体和铁素体的强度，以及马氏体的体积分数来确定。由间隙和置换元素的固溶强化，铁素体晶粒尺寸和弥散析出物等因素决定铁素体强度的提高。由马氏体的固溶强化及组织的细化等因素决定马氏体强度的提高，而马氏体体积份数对双相钢的强韧性亦有很大的影响。近些年的研究表明，双相钢强韧化的主要方式分为三大类：添加合金元素、大塑性变形以及先进热处理工艺。经现有技术的文献检索可知，中国发明专利公开说明书CN101671772A公开了超细晶铁素体和纳米碳化物低碳钢板材的制备方法，采用铁素体+马氏体的双相组织温轧，双相组织中马氏体是呈岛状分布；铁素体晶粒平均尺寸为0.7～1.2μm，碳化物颗粒平均直径为65～86nm，制备出的双相钢性能良好。但是，此方法制备的双相钢的延韧性相比于传统双相钢并没有得到提高。

进一步检索发现，通过异构材料显微组织能够获得较好的强塑性匹配，如X.L.Wu等人在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United Statesof America》，2015，47：14501-14505上发表的“Heterogeneous lamella structureunites ultrafine-grain strength with coarse-grain ductility”(高强高韧粗细晶混合层片状结构材料)一文中，介绍了一种通过变形和热处理等工艺，调控纯Ti的微观结构至超细晶与粗晶混合的状态，综合利用超细晶的超高强度和粗晶的超高韧性，以及由粗细两种不同结构变形行为不一致性诱发的背应力强化，制备出强度接近1GPa，均匀延伸率10％左右的高强高韧纯Ti板材。该技术制备的材料同时具备了高强高韧的特性。但是由于双相钢本身两相的，传统的异构材料设计方式不适用，因为双相钢存在较多相界，粗细晶材料设计方式很难在双相钢内实现。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种表面强塑性变形调控双相钢材料延韧性的加工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括以下步骤：

第一步，均匀化：对低碳钢钢坯在Ac3温度上100～200℃之间保温1～2h后取出水淬。保温温度范围在900～1100℃之间。

第二步，第一次临界区淬火：在Ac1～Ac3温度之间保温5～10min后取出水淬。保温温度范围在750～860℃之间。

第三步，冷轧：在室温下进行轧制，轧制下压量为60％～80％。