[发明专利]热轧相变诱发塑性钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域中特种钢的生产方法，特别是一种热轧相变诱发塑性钢的生产方法。

背景技术

TRIP钢(即相变诱发塑性钢，下同)具有较高的强度和较好的塑性，用作汽车钢板可减轻车身重量，降低油耗，同时能量吸收性强，能够抵御撞击时的塑性变形，显著提高汽车的安全性。因此，近年来世界各国都加大了对TRIP钢的研究与开发。TRIP钢的组织主要由铁素体、贝氏体、残余奥氏体及少量马氏体组成。由于TRIP钢组织的多相性及冷轧工艺的控制精确性，目前TRIP钢主要通过冷轧工艺来生产，其工艺流程为热轧→冷轧→临界区退火→快冷→等温处理→终冷。此工艺主要是将钢冷轧后快速升温到A_c1与Ac₃的某一温度并保温一段时间，生成体积分数约50％的奥氏体后，快冷到贝氏体区进行等温处理，最终得到由铁素体、贝氏体及残余奥氏体等组成的多相组织。可见，冷轧TRIP钢热轧后还需后续热处理工序，工艺繁琐，能耗较高。而热轧TRIP钢现有的研究，如“Effect of deformationschedule on the microstructure and mechanical properties of athermomechanically processed C-Mn-Si transformation-inducedplasticity steel.Metallurgical and Materials Transactions A，2003，34(8)：599-1609”，“Hot deformation characteristics of Si-Mn TRIP steels withand without Nb microalloy additions[J].ISIJ Int，1995，35(3)：324-331”主要是将钢终轧后，先缓慢冷却一段时间或在Ar₃与Ar₁温度区间等温一段时间以生成一定体积分数的铁素体，然后快冷到贝氏体相区进行等温处理而得到所需组织。虽然可以简化工艺，降低能耗，但是必须严格控制冷却速度或冷却过程，工艺的稳定性较差，对设备的要求也较高。经检索，专利200710100399.0“一种热轧低硅多相钢及其制备方法”则主要通过过冷奥氏体动态相变生成部分铁素体后，再快冷到400-450℃内进行等温处理(卷曲)。该技术动态相变后冷却速率较高，卷曲温度也较低，国内现有的热轧生产设备很难达到其要求；而专利200610039706.2“用于制造具有多相组织的热轧带材的方法”其分段冷却且卷曲温度也较低。因此，尽快开发出一种工艺简单、工艺稳定性好、适合现有工业装备水平的热轧TRIP钢的生产方法已是势在必行。

发明内容

本发明的目的就是提供一种工艺简单、能耗较低、适合现有工业装备水平的热轧TRIP钢的生产方法。

本发明的目的由以下技术方案来实现：

本发明首先利用较高的合金元素Al来提高钢的A₃温度，增大钢的γ+α相区，在精轧时通过形变诱导铁素体相变来生成一定体积分数的铁素体。并向钢中添加一定的合金元素以降低终轧后的冷却速率及提高钢的卷曲温度。通过该生产方法，可以得到显微组织为一定配比的铁素体、贝氏体、残余奥氏体等组成的热轧TRIP钢。

方案的具体操作步骤为：

将原料钢在炉内加热到1200℃-1300℃范围内保温60min-180min，使钢充分奥氏体化，确保钢中的合金元素完全固溶；出炉后，以10℃/s-20℃/s的速度冷却奥氏体再结晶温度1050℃-1200℃范围内进行3-5次粗轧，每道次压下量应控制在20％-40％之间，道次总压下量为60％-80％；粗轧结束后，以5℃/s-20℃/s的速率冷却到970℃-820℃范围内，即A3与Ar3温度区间进行5-7道次的精轧，各道次间隔时间小于3秒，各道次形变量处于10％-50％范围内，道次总压下量为80％-95％；精轧后立刻层流冷却或以5℃/s-30℃/s的速率冷却到500℃-650℃范围内进行卷曲，最后空冷到室温即可。

上述精轧时道次累计形变量的积累，是使奥氏体发生形变诱导铁素体相变的条件。

本发明是根据形变诱导铁素体原理及合金元素Al对相图的影响，利用在较高温度和较大形变条件下，奥氏体发生铁素体相变，以及利用合金元素，如Mo等对冷却时珠光体相变的抑制，精轧后在较低的冷却速率及较高温度条件下进行卷曲，可在较为简单的工艺条件下得到TRIP钢所需的多相组织。

本发明的有益效果：