[发明专利]一种无屈服平台的Cr合金化钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无屈服平台的Cr合金化钢，化学成分包括：以质量百分比计，C：0.03‑0.3％，Cr：1.0‑9.0％、Mn：0.01‑2.0％，Al：0.01‑2.0％，Si：0.01‑2.0％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Al、Si的重量百分比满足：[Al]+[Si]≥1.5％。钢水冶炼后获得铸坯，铸坯加热后热轧获得可直接使用的塑性良好的热轧板卷。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，再加热后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，以获得所需性能的冷轧钢板。

技术领域

本发明涉及一种无屈服平台的Cr合金化钢及其制备方法，属于汽车用钢和结构用钢技术领域。

背景技术

由于冷轧中锰钢兼具良好的强度和塑形，其在车身用钢领域得到了越来越多的重视。但普通的冷轧中锰钢退火后普遍存在较长的屈服平台和比较明显的动态应变时效，这些现象对汽车板成型后的表面质量是不利的。

目前主要有两种途径来克服冷轧中锰钢的屈服平台。一是控制冷轧压下量小于30％，使冷轧后的组织尽量与热轧组织相似，即控制冷轧后组织中的畸变能尽量小，以避免在退火后形成等细小等轴状的、且晶粒内部几乎没有位错的组织，因为这种组织一旦形成的话在变形过程中必然产生屈服平台。二是在中锰钢中添加较高含量的Al以形成层状的δ-铁素体，由于组织中δ-铁素体与马氏体(退火后转变为铁素体+亚稳奥氏体)层状交织分布，变形时两相协调形变，呈现出连续屈服。第一种方法要求很小的冷轧压下量，可操作性较低。对于第二种方法而言，由于中锰钢中的Mn含量较高，要获得δ-铁素体的话Al的添加量要在3％以上，如此高的Al含量很难顺利地进行连铸，所以在现有成分体系下第二种方法的可操作性也不大。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种无屈服平台的Cr合金化钢及其制备方法，克服了冷轧中锰钢屈服平台的问题，与同等强度的其他材料相比，本发明提供的材料塑性要更好，不仅适用于汽车用钢领域，也可向工程结构用钢领域推广。

本发明第一方面提供了一种无屈服平台的Cr合金化钢，化学成分包括：以质量百分比计，C：0.03-0.3％，Cr：1.0-9.0％、Mn：0.01-2.0％，Al：0.01-2.0％，Si：0.01-2.0％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Al、Si的质量百分比满足：[Al]+[Si]≥1.5％，[Al]为Al的质量百分比，[Si]为Si的质量百分比。

优选的，上述无屈服平台的Cr合金化钢，化学成分还包括：以质量百分比计，Ni：0-2.0％，Mo：0-0.6％，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。

从上述化学组份可以看出，本发明在化学成分上以Cr代Mn，把中锰钢中的Mn含量降到较低水平，或者在冶炼过程中不刻意添加Mn，依靠C和Cr来稳定退火过程中形成的亚稳奥氏体。这样在Mn含量很低的前提下，较少的Al含量就能使组织中产生层状的δ-铁素体，以克服变形过程中产生的非连续屈服现象。经过Thermal-Calc计算，当基体Mn含量在0.3％以下时，C含量小于0.1％的前提下Al含量仅需1.5％就足已能保证获得δ-铁素体；若基体中再添加一定数量的Si，便可在更宽的C含量范围内获得δ-铁素体。并且，代Mn的Cr元素并不明显地脆化晶界；虽然Cr不是扩大奥氏体相区元素，但Cr能降低奥氏体的Ms点，也能起到稳定奥氏体的作用，Mn含量可以在较低水平，从而规避了过高的Mn含量给生产带来的困难。

具体的，本发明提供的无屈服平台的Cr合金化钢的合金成分具有如下特点：