[发明专利]一种高强度高塑性含铝中锰TRIP冷轧钢板及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工领域，涉及一种高强度、高塑性含铝中锰TRIP冷轧钢板及制备方法。

背景技术

为紧跟汽车工业减重的需求，钢铁行业需生产出强度更高、塑性更好的钢铁材料. 为了证明高强度钢板可以达到汽车节能减重的目的，世界钢铁协会于1994年组织全球18个国家35 家钢铁企业实施一个超轻钢车身（Ultra-Light Steel Auto Body，简称ULSAB）计划。在该计划中，90%的车身结构采用高强度钢板，应用激光拼焊板和液压成形等技术，使汽车车身减重36%。1998年在完成ULSAB计划后，又实施一项称之为ULSAB-AVC（Advance vehicle concept）计划，即先进概念车超轻钢车身计划。在这项计划中，100%的车身结构使用高强度钢板，80%以上使用新的先进高强度钢板。先进高强度钢板的使用，使燃油的经济性得以成倍的提高。ULSAB-AVC最终的燃油消耗达3.2～4.5L/100km。

经过多年世界上众多钢铁学者的研究，已经成功开发出了第一代先进高强钢与第二代先进高强钢。其中第一代先进高强钢包括DP钢、TRIP钢、CP钢、MART钢等；第二代先进高强钢包括TWIP钢、L-IP钢等。近年来，越来越多的人开始关注于开发第三代高强钢。第三代先进高强钢比第一代先进高强钢具有更好的强度和塑性，同时又比第二代先进高强钢成本有很大的降低。第三代先进高强钢的强塑积目标介于第一代与第二代先进高强钢之间即24GPa*%～40GPa*%左右。

有学者（文献1：David K.Matlock,John G.Speer,Third Generation of AHSS:Microstructure Design Concepts.Microstructure and Texture in Steels and Other Materials, (2009)185-205）研究发现，可以通过Q&P工艺或者锰含量的提高来实现第三代先进高强钢的设计与生产。

发明内容

本发明的目的在于运用传统工业冷轧及连续退火热处理的方法，生产一种高强度、高塑性的含铝中锰TRIP钢。

一种高强度、高塑性中锰TRIP钢板，其特征在于中锰TRIP钢板成分质量百分含量为：C: 0.05～0.4%，Si: ≤0.5%，Mn: 5%～10%， Al：1%～8%，P: ≤0.1%，S: ≤0.02%，Nb: 0.01%～0.10%，余量为铁。

如上所述一种高强度、高塑性含铝中锰TRIP冷轧钢板，其特征在于制备步骤如下：

1．冶炼、浇注：采用电磁感应炉真空熔炼，充氩气保护，浇铸成板坯；或通过冶炼、浇注连铸成铸坯。

2．热轧钢坯：热轧终轧温度为Ar1+50℃得到热轧坯料，其中热轧加热温度1200℃，保温1小时后，在350二辊热轧机上热轧，得到厚度为3.5～5mm左右的热轧薄板，总变形量为80～90%。

3．卷取：将热轧坯料冷却至530～650℃的卷取温度下卷取坯料。

4．酸洗冷轧：将钢卷进行酸洗处理后，在冷轧连轧机组进行轧制，得到冷轧钢板，冷轧压下率大于60%。

5. 热处理工艺：将1～3mm厚的冷轧板在Ac1以上，保温2～20min后，随后冷却至室温。本钢铁材料通过工艺与成分控制得到不同级别的强度和塑性配比，可得到900～1210MPa的抗拉强度以及17～30%的延伸率。

C:碳是奥氏体稳定化元素，使残余奥氏体的Ms温度低于室温15℃～25℃而获得最佳力学性能。一般的残余奥氏体中碳含量高时，残余奥氏体稳定性高，反之，碳含量低时残余奥氏体的稳定性低。当碳含量小0.05％时，几乎无法保证5％更多的残余奥氏体。另一方面，超过0.4％会使焊接性非常差，所以碳含量也不能过高。一般碳含量在0.05～0.4%之间。

Mn:.锰起奥氏体的稳定元素，使奥氏体的相变温度降低。通过增加碳在奥氏体中的溶解度来提高残余奥氏体的碳含量，锰的存在有利于残余奥氏体的形成，使珠光体的形成延迟，扩大了可实际应用的冷却速率，为工业化实际生产奠定了基础。此外，锰还能够通过固溶强化提高钢的强度总水平。