[发明专利]一种Cr、Mn合金化TRIP钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种Cr、Mn合金化TRIP钢，化学成分包括：以质量百分比计，C：0.03‑0.5％，Cr：0.8‑11.0％，Mn：0.1‑7.0％，Al：0.001‑3.0％，Si：0.001‑2.0％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质。钢水冶炼后获得铸坯，铸坯加热后热轧获得热轧板卷。热轧卷退火后获得稳定性适中的奥氏体，完成高性能钢板的制备；也可对热轧板进行在线或离线热处理，热轧板经加热炉奥氏体化或部分奥氏体化后冷至室温、然后再加热进行退火或直接对热轧板退火处理后获得稳定性适中的奥氏体，完成高性能热轧板的制备。本发明还可对热轧板卷再进行冷轧，其工艺为：将热轧板卷软化退火，酸洗处理后在冷轧机组进行轧制，冷轧钢板进行退火，以获得所需性能的冷轧钢板。

技术领域

本发明属于汽车用钢和工程结构用钢技术领域，具体涉及一种Cr、Mn合金化TRIP钢及其制备方法。

背景技术

目前，具优异综合力学性能的中锰TRIP钢越来越成为人们关注的焦点。为了获得一定体积分数的亚稳奥氏体，中锰钢中的Mn含量一般介于5～12％。但当钢中的Mn含量大幅升高后，会导致浇铸、轧制等生产工序都出现较大困难。Cr作为钢中常见的合金元素之一，其对冶炼和轧制工序的影响相对要小很多，且铬铁的价格与锰铁相差不多。如不锈钢中的Cr含量普遍在12％以上，但不锈钢的连铸和热轧工艺现在都比较成熟。其原因可能来自于两方面。一是不锈钢的生产探索了很长时间，其工艺相对成熟，而Mn含量较高的TWIP钢或中锰钢的开发时间较短，生产工艺难以在短时间内成熟。二是不锈钢中的Ni是韧化晶界的，Cr虽然韧化晶界的作用有限，但并不会明显的脆化晶界；而Mn是典型的晶界脆化元素。在拉坯和轧制过程中，由于板坯边角部位的温度较低，较低温度下Mn元素朝晶界偏聚的趋势较大(偏聚能较大)，这样就进一步脆化了晶界，从而使得中、高Mn钢的浇铸和轧制过程都容易出现问题。且中锰钢奥氏体中的Mn原子与C原子容易结合成Mn-C原子对而导致动态应变时效的产生，这对中锰钢成形性后的表面质量不利。如何降低中锰钢的生产困难、提高综合性能成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明为了降低生产中锰钢的困难，提供了一种Cr、Mn合金化TRIP钢及其制备方法。

本发明在减少基体中的Mn含量的同时提高了Cr含量。Cr虽然不像Mn那样能扩大奥氏体相区，但其能降低奥氏体的Ms点，也能起到稳定亚稳奥氏体的作用。且Cr的加入理论上能减轻动态应变时效的产生。最后，加Cr之后基体的耐蚀性也会提高。

在以上原则的指导下，本发明提供的TRIP钢通过同时添加Mn、Cr或在基体Mn含量没有大幅提高的基础上(≤3％)、通过添加Cr来获得具相当体积分数的亚稳奥氏体，从而在生产难度不大的前提下获得综合力学性能较高的TRIP钢。

本发明第一方面提供了一种Cr、Mn合金化TRIP钢，其化学成分包括：以质量百分比计，C：0.03-0.5％，Cr：0.8-11.0％，Mn：0.1-7.0％，Al：0.001-3.0％，Si：0.001-2.0％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选的，上述Cr、Mn合金化TRIP钢中，其化学成分还包括：以质量百分比计，Ni：0-3.0％，Mo：0-0.8％，Cu：0-2.0％，B：0-0.005％，Nb：0-0.2％，Ti：0-0.3％，V：0-0.8％，Zr：0-0.2％，N：0.001-0.3％，稀土元素：0-0.005％，Ca：0-0.03％中的一种或几种。

本发明从经济性角度出发，以C、Cr和Mn三种元素为基础，通过添加其它合金元素对性能进行调整和提高，本发明的合金成分具有如下特点：

碳C：主要的奥氏体化元素和间隙固溶强化元素，含量至关重要。含量偏低的话会导致亚稳奥氏体含量不足；含量过高的话一方面会造成焊接性能降低，另一方面会导致钢卷难以冷轧。碳含量应控制在0.03-0.5％。