[发明专利]一种基于D-Q-P工艺提升碳-锰-硅钢综合力学性能的方法

说明书

本发明涉及一种基于D‑Q‑P工艺提升碳‑锰‑硅钢综合力学性能的方法，该方法先将材料以一定速率加热到A_C3和A_C1（双相区）之间某一温度并保温一段时间进行双相区锰配分；然后将材料快速转移到M_S与M_f之间某一温度进行淬火保温一段时间进行盐浴炉碳配分过程；最后将材料水淬至室温。本发明采用D‑Q‑P工艺，极大地简化了热处理工艺的同时实现了对碳元素和锰元素的高效利用，大幅度提升了残余奥氏体的稳定性，极大的改善了碳‑锰‑硅钢的综合力学性能。在同等汽车安全强塑要求下可以极大地减轻汽车车身的重量，降低生产成本及能源消耗，节能减排，有利于加强环保建设。

技术领域

本发明涉及一种金属热处理的方法，特别涉及一种基于D-Q-P工艺提升碳-锰-硅钢综合力学性能的方法。

背景技术

随着科技的不断进步和经济的不断发展，人们对于汽车的需求量也不断上升，国家统计局数据显示，2016年，我国私人汽车保有量达到18574.54万辆。随之而来的汽车能源消耗与安全问题被社会各界紧密关注。同时，相关试验表明，汽车的质量每减轻10%，油耗可下降6%~8%，同时排放量下降4%。

目前,世界各大钢企大量生产和应用的钢材主要集中在碳素结构钢、低合金高强度钢和合金结构钢,这三类钢的产量约占钢材总产量的 70%左右,但其强度级别并不高。例如,常用的碳素结构钢Q235和 的屈服强度为235 MPa,抗拉强度为400 MPa,而低合金高强度钢Q345 的屈服强度为345 MPa,抗拉强度为500 MPa级,合金结构钢的抗拉强度水平则大多为 800~1000MPa级。而一般来讲,先进高强度钢的室温抗拉强度均大于 1000 MPa,同时具有良好的塑性与韧性。

目前比较先进的先进高强度钢,也称为高级高强度钢,是上个世纪 70 年代逐渐发展起来的新型钢种。其强化手段与传统高强度钢有明显不同,传统高强度钢主要强化手段有：（1）固溶强化；（2）相变强化；（3）弥散强化；（4）细晶强化等。而先进高强度钢则在传统强化手段的基础上充分发挥了相变强化的作用,同时配合以适当的热处理工艺手段,获得含有马氏体、贝氏体、铁素体和残余奥氏体的两相或更多相的复相组织,使得各相组织充分发挥自身特点,而各自的缺点或不足则由于其它相的存在而被削弱或消除,从而达到提高钢材综合性能的目的。近年研究开发的具有代表性的先进高强钢包括马氏体(M)钢、双相(DP)钢、相变诱发塑性(TRIP)钢、无碳化物贝氏体/马氏体复相(CFB/M)钢,孪晶诱发塑性(TWIP)钢及纳米贝氏体(B)钢等。这些先进高强钢主要问题是：（1）大量合金元素的加入，成本高昂；（2）大量合金元素的加入，也大大提高了加工难度；（3）部分高强钢只注重了强度或者塑性，强塑积较低，无法满足现代汽车的需求；（4）热处理工艺复杂，生产技术要求较高；（5）部分高强钢焊接性能相对较差。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种基于D-Q-P工艺提升碳-锰-硅钢综合力学性能的方法，该方法由（双相区-淬火-配分）D-Q-P工艺处理碳-锰-硅钢，可大幅提高综合力学性能，减少工艺步骤节约能源，具有成本低，生产效率高的特点。

为了实现上述目的，本发明采取的的技术方案为：

基于D-Q-P工艺提升碳-锰-硅钢综合力学性能的方法，其步骤如下：

（1）双相区锰配分：将材料以一定速率加热到A_C3和A_C1（双相区）之间某一温度并保温一段时间；

（2）一次淬火：将材料快速转移到M_S与M_f之间某一温度进行第一次淬火；

（3）盐浴炉碳配分过程：将材料在M_S与M_f之间某一温度进行保温一段时间；

（4）二次淬火:将材料水淬至室温。