[发明专利]强塑积大于65GPa·%的孪晶诱导塑性钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及孪晶诱导塑性钢及其生产方法，具体属于在冷轧退火状态下，屈服强度在300～400MPa、抗拉强度大于800MPa、延伸率超过60％、应变硬化指数超过0.450、阻尼性能δ在0.08以上、无铁磁性、强塑积大于65GPa·％的低屈强比高强塑积钢及其生产方法。该钢种适用于制造各种汽车车身部件、汽车结构件、加强件、防撞部件、家电产品及特殊用途的产品。

背景技术

从检索的国内外文献看国外主要是以韩国的浦项与德国的蒂森公开了大量汽车用内、外面板、加强部件、抗撞击吸收部件以及其他结构用、尤其是高强度、高塑性以及具有优良涂镀性和加工性等特征的孪晶诱发塑性(TWIP钢)热轧、冷轧及镀层钢板以及具有高强度、高塑性以及优良涂镀性900MPa级孪晶诱发塑性(TWIP钢)热轧板、冷轧板及镀层板交货形式的专利技术。从文献的检索看，HYUNDAI汽车制造公司也公开了一种采用热轧、冷轧工艺，组织为奥氏体结构，不容易产生裂纹和断裂缺陷，具有超高强度的TWIP钢板及制造方法；SALZGITTER FLACHSTAHL公司公开了一种具有优异抗裂纹、延展性、拉伸强度等形变诱导塑性(TRIP)和孪晶诱导塑性(TWIP)轻合金钢板及制造方法。

公开号为CN101090982的中国专利文献，存在成分多，工业控制难度较大，且延伸率较小，为58％。

国内文献：其公开号为CN101215672A的中国专利文献，公开了一种最高强塑积可达40GPa·％、显微组织为奥氏体的TWIP钢板，但其存在的不足：该专利成分含有2～3％的Si，2～4％的Al，给炼钢和轧制带来困难，炼钢会堵塞水口，热轧会出现遍布开裂和表面质量差的问题，同时，要求冷轧后热处理温度1000～1200℃，工业化生产难度大，而且，其抗拉强度不到800MPa，难以满足更高强度要求；还有公开号为CN101235464A，公开了制备微观结构为奥氏体晶粒、屈服强度为300～460MPa、抗拉强度为735～900MPa、延伸率为54.6～83.3％的一种铜、镍合金化的孪晶诱导塑性钢铁材料及制备方法，不足之处：添加了铜和镍微合金化元素，增加了成本。申请号为200810239893.X的专利文献，公开了一种抗拉强度为610～915MPa、屈服强度为225～610MPa、延伸率为45.0～85.5％的一种磷强化的孪晶诱导塑性钢铁材料及其制备工艺，不足之处：添加了0.062～0.2％的磷元素，容易产生磷的晶界偏析，导致钢板产生二次加工脆性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种在满足基本力学性能的前提下，使强塑积大于65GPa·％、阻尼性能δ至少在0.08，并且无铁磁性，以增加汽车主动与被动安全措施，提高汽车结构用钢的质量，显著降低环境噪音污染的强塑积大于65GPa·％的孪晶诱导塑性钢及其生产方法。

实现上述目的的技术措施：

强塑积大于65GPa·％的孪晶诱导塑性钢，其组分及重量百分比为：C：0.5～0.8％，Mn：19.5～23.5％，Si：0.03～0.3％，Al：0.055～0.3％，P：≤0.015％，S：≤0.015％，其余为Fe及不可避免的杂质；其性能要求：屈服强度在300～400MPa，抗拉强度大于800MPa，延伸率超过60％，应变硬化指数大于0.45，阻尼性能δ至少在0.08。

Mn的最佳优选值含量在20.0～21.5％。

C的最佳优选值含量在0.73～0.8％。

生产强塑积大于65GPa·％的孪晶诱导塑性板的方法，其步骤：

1)冶炼及采用Ar保护铸造成坯；

2)对板坯进行常规加热；

3)进行热轧，控制终轧温度在700～800℃；

4)进行常规冷轧；

5)进行连续退火，其退火温度控制在810～850℃；

6)进行冷却，冷却速度控制在40～50℃/秒；

7)进行平整、精整并待用。

主要元素的作用

本发明采用中C和高Mn的化学成分设计。

C：该元素在本发明中可以稳定奥氏体组织，可以利用固溶体硬化强化基体。C在奥氏体中的固溶度比在铁素体中高的多，为此，本发明采用了中C含量。C含量过低，强度难以保证；C含量过高，塑性和冲击性能会降低，为此，本发明将C含量控制在0.50％～0.80％，最佳在0.73至0.8％范围内。