[发明专利]一种高塑性双相钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种高塑性双相钢及其生产方法，所述高塑性双相钢包含下述质量分数的化学成分：C：0.17～0.23%，Si：0.17～0.37%，Mn：0.50～0.80%，P≤0.020%，S≤0.005%，Cr：0.70～0.95%，Al：0.015～0.025%，Ti：0.010～0.020%，Ni≤0.02%，Cu≤0.05%，Mo≤0.005%，O：0.0015～0.0018%，余量为Fe及不可避免杂质；所述高塑性双相钢的生产方法，包括下述步骤：转炉冶炼→氩站处理→LF精炼→连铸→轧制→冷却；本发明钢通过加入适量Ti、Al合金对钢材进行微合金化，并进一步净化钢水质量，利用Ti合金的特点与析出含Ti化合物可有效阻碍晶粒粗化的特征，制得的钢材直径为Φ24～100mm，屈服强度850～1000MPa，抗拉强度1000～1150MPa，延伸率14～17.5%，断面收缩率44.5～48%，冲击功60～75J，钢材的淬透性及塑性指标得到大幅提高。

技术领域

本发明涉及钢铁材料技术领域，具体涉及一种高塑性双相钢及其生产方法。

背景技术

传统的马氏体(贝氏体)加上铁素体基体双相钢，包含下述质量分数的化学成分：C：0.17～0.23％，Si：0.17～0.37％，Mn：0.50～0.80％，P≤0.030％，S≤0.020％，Cr：0.70～0.95％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Mo≤0.10％，余量为Fe及不可避免杂质；淬火后获得组织为马氏体+铁素体，其中马氏体呈岛状分布在铁素体晶粒之间，即：10％～20％马氏体加80％～90％铁素体组织，这种组织是由低碳钢或低碳合金钢经临界区处理或控制而得到的；传统双相钢要求达到的力学性能特征是低屈服强度(540～750MPa、具有连续屈服行为)、高抗拉强度(835～915MPa)；在塑性变形初期具有高的加工硬化率，HB达到250以上，影响刀具寿命及加工速率，进而影响生产效率；在成型时还应具有好的延展性，延伸率9～11.5％、断面收缩率35～42％。

传统的双相钢主要用于制造心部强度要求较高，表面承受磨损、截面在30mm以下的或形状复杂而负荷不大的渗碳零件(油淬)，如：机床变速箱齿轮、齿轮轴、凸轮、蜗杆、活塞销、爪形离合器等；对热处理变形小和高耐磨性的零件，渗碳后应进行高频表面淬火，如模数小于3的齿轮、轴、花键轴等。此钢也可在调质状态下使用，用于制造工作速度较大并承受中等冲击负荷的零件，这种钢还可用作低碳马氏体淬火用钢，更进一步增加钢的屈服强度和抗拉强度(约增加1.5～1.7倍)。

传统的生产双相钢的方法，在不渗碳的情况下，热处理工艺为：第一次淬火880℃，第二次淬火780℃，冷却剂水或油，回火200℃，冷却剂水或空气，HB≤179。因为传统的双相钢，含碳量较低，合金量也低，所以经过两次淬火、一次回火后，加工成标准试样进行试验时，经常发生塑性指标(主要是断面收缩率)不能满足要求，导致整体性能不能满足国标要求。

经检索：

中国发明专利申请CN00137342.0，专利名称为“控制双相钢组织的方法”，是通过施加磁场控制相的析出，这种方法既增加设备成本，又带来不利影响，因施加磁场后可能造成部分钢材产生磁性影响后续加工(钢材不允许有磁性，一旦产生磁性还需要进行消磁处理，成本更高)；中国发明专利申请CN03129485.5，专利名称为“超细晶粒低碳低合金双相钢板及其制造方法”，是通过相控制晶粒度的直径，提高性能，这种控制相的析出方法需要严格控制轧机上各个区间的温度范围，而这个相的析出温度区间非常窄，而试料在轧机线上是高速运转、连续作业状态，要保证试料相的析出温度的稳定性是非常困难，可操作性差。

因此，研发一种新的能改善传统双相钢淬火能力指数，提高钢材塑性指标的双相钢及其生产方法，成为行业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有方法中，提高双相钢的淬透性和塑性指标的方法均存在投入设备成本高、技术难度高不易操作等问题，难以实现低成本、高效率的绿色生产的问题，而提供一种高塑性双相钢及其生产方法。