[发明专利]一种超高强高塑中锰钢及其制备方法

说明书

一种超高强高塑中锰钢及其制备方法。本发明属于高性能汽车钢技术领域。本发明为解决目前现有高强高塑中锰钢冷轧过程生产周期长导致生产效率低，以及强度和塑性不够高的技术问题。本发明的方法：S1：通过冶炼、铸造、锻造，制得中锰钢铸坯；S2：对中锰钢铸坯进行热轧，得到热轧态板材；S3：将热轧态板材加热至两相区保温一段时间，然后进行轧制，轧制后水冷至室温，得到中锰钢温轧板；S4：将中锰钢温轧板再次加热到临界区进行退火，得到超高强高塑中锰钢。所得超高强高塑中锰钢微观组织由超细晶铁素体和超细晶奥氏体两相组织组成，其中超细晶铁素体和超细晶奥氏体均呈层状和等轴状两种形态，强塑积达60～70GPa％。

技术领域

本发明属于高性能汽车钢技术领域，具体涉及一种超高强高塑中锰钢及其制备方法。

背景技术

近年来，基于汽车轻量化、安全、环保和节能减排等当前汽车制造业的考虑，开发具有高撞击能量吸收能力(即高强塑积)的轻质高强汽车结构件成为汽车用钢的迫切需求。以中锰钢(Mn含量为4～12％)为典型代表的第三代汽车用钢，在降低生产成本的同时满足汽车用钢的性能要求，具有广阔的发展前景和突出的竞争优势。

中锰钢优异的力学性能主要来源于残余奥氏体提供的相变诱导塑性(TRIP)效应,即亚稳态奥氏体在变形过程中转变为马氏体，增强额外的加工硬化，从而提高材料的强度和塑性。中锰钢基本采用热轧或冷轧再结合后续工艺来形成微米或亚微米级的奥氏体和铁素体双相组织。然而，热轧板表面质量较差，热轧后组织基本为马氏体，由于马氏体组织变形抗力大，在室温直接进行冷轧时通常比较困难，并且冷轧时轧机将会承受较高载荷，增加对轧辊的磨损。因此，往往需要在冷轧前进行较长时间的软化退火处理，工艺繁琐且成本较高，影响生产效率。另外，冷轧中锰钢在变形时往往会出现较长的吕德斯带导致板材表面质量下降，该问题大大限制了中锰钢的实际应用。

发明内容

本发明为解决目前现有高强高塑中锰钢冷轧过程生产周期长导致生产效率低，以及强度和塑性不够高的技术问题，提供了一种超高强高塑中锰钢及其制备方法。

本发明的一种超高强高塑中锰钢的制备方法按以下步骤进行：

S1：通过冶炼、铸造、锻造，制得中锰钢铸坯；

S2：对中锰钢铸坯进行热轧，得到热轧态板材；

S3：将热轧态板材加热至两相区保温一段时间，然后进行轧制，轧制后水冷至室温，得到中锰钢温轧板；

S4：将中锰钢温轧板再次加热到临界区进行退火，得到超高强高塑中锰钢。

进一步限定，S1中中锰钢的化学成分及其质量百分含量为：C：0.26％、Mn：7.9％、Al：1.8％、Si：0.02％、P≤0.005％、S≤0.007％、余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步限定，S2中热轧过程：先将中锰钢铸坯加热至1150-1250℃保温1-3h，再进行轧制，开轧温度为1150-1250℃，终轧温度为800-1000℃，经5-7道次轧制，累计压下率为85-90％。

进一步限定，S3中两相区温度为680-720℃，保温15-25min。

进一步限定，S3中轧制4-6道次，累计压下率为50～60％。

进一步限定，S4中临界区温度为620～650℃，保温25-35min。

本发明的一种按上述制备方法制得的超高强高塑中锰钢。

进一步限定，超高强高塑中锰钢微观组织由超细晶铁素体和超细晶奥氏体两相组织组成，其中超细晶铁素体和超细晶奥氏体均呈层状和等轴状两种形态。

更进一步限定，层状铁素体宽度为80-200nm，等轴状铁素体尺寸为0.1-0.5μm，层状奥氏体宽度为100-300nm，等轴状奥氏体尺寸为0.1-0.6μm。