[发明专利]一种提高低碳硅锰系冷轧相变诱发塑性钢强塑性的方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，特别涉及一种提高低碳硅锰系冷轧相变诱发塑性钢强塑性的方法。

背景技术

近几年，气候变化、能源短缺等问题对现代工业的发展及人们的日常生活产生着日益严重的影响。节能减排、低碳环保已经是当今各国工业发展所亟待解决的问题。作为现代工业的标志与象征的汽车工业既是拉动国民经济发展的支柱产业，也是高消耗、高排放，造成环境污染的重点行业，其所产生的一系列环境负面影响构成了对汽车工业可持续发展的巨大挑战。

安全、舒适、节能、环保是人们对现代汽车提出的新要求。研究表明：在其它条件不变的情况下，汽车质量每减轻10%，则油耗可下降8～10%。因此，在保证整车性能的前提下实现轻量化，已成为各汽车企业研发新产品的目标，而实现轻量化的主要手段是对结构的设计优化和新材料、新工艺的应用。采用高强度钢板是汽车业和钢铁界为应对这种趋势所采取的主要措施。其中相变诱发塑性钢不但具有高的强度，而且还具有高的断后延伸率，它的研制成功为解决强度和塑性的矛盾提供了方向，因此成为近年来汽车用钢板的一大热点。

然而在进一步提高相变诱发塑性钢的强度的研究中，将C含量增加到0.4%左右，可使相变诱发塑性钢的强度达到1000MPa以上，如此高的C含量会严重影响焊接性能，以及使热轧变得困难；采用在最终组织中产生少量M，可提高强度，但损失了韧性和成型性；依靠添加合金元素(如Nb﹑V﹑Ti等)可以显著提高相变诱发塑性钢的综合力学性能，但这又会增加材料的制备成本。

CN102766804A公开了一种高强度高塑性的中碳含钒的硅锰钢及其制备方法，属特殊钢制备工艺技术领域。此发明针对的钢的组成及其重量百分含量为：C0.35～0.55%，Si1.00～1.80%，Mn1.20～1.80%，Al0.40～1.00%，V0.15～0.25%，Fe余量，可使中碳的含钒、硅锰钢的强塑积达到30000MPa%以上。但是对于如何得到高强度高塑性的碳含量≤0.3%的低碳钢系列制备工艺技术并未提及。

发明内容

针对在进一步提高相变诱发塑性钢强度的研究中存在的诸多问题，本发明提供一种提高低碳硅锰系冷轧相变诱发塑性钢强塑性的方法，目的是在现有低成本化学成分设计的基础之上，采用本发明的新工艺，使其在不损失塑性的同时显著提高低碳硅锰系冷轧相变诱发塑性钢的强度，这将为进一步提高冷轧相变诱发塑性钢综合性能及发展高强冷轧相变诱发塑性钢的生产工艺提供新思路。

本发明所选用的钢材原料的化学组成按质量百分比为C：0.10%～0.25%，Si：1.0%～2.0%，Mn：1.0%～2.0%，Nb≤0.10%，Ti≤0.10%，P≤0.03%，S≤0.02%，余量为Fe。

本发明提供一种低碳硅锰系冷轧相变诱发塑性钢，其特征在于，组织中多边形铁素体平均晶粒尺寸为≤4μm，残余奥氏体体积分数≥8.5%，残余奥氏体形态包括块状结构以及存在于贝氏体铁素体板条间的片层状结构；其化学组成按质量百分比为C：0.10%～0.25%，Si：1.0%～2.0%，Mn：1.0%～2.0%，Nb≤0.10%，Ti≤0.10%，P≤0.03%，S≤0.02%，余量为Fe。

优选的，残余奥氏体体积分数8.5～20%。

实现本发明的技术方案按照以下步骤进行：

(1)选取低碳硅锰系冷轧相变诱发塑性钢，经冶炼和锻造制成板坯，加热至1100～1250℃保温，进行粗轧和精轧后将热轧板空冷至600～750℃的温度下卷取；

(2)卷取后酸洗所述热轧钢坯，以去除氧化物，得到冷轧用钢板；

(3)将冷轧用钢板采用≥80%的压下量进行冷轧，以利于在变形期内显著增加位错密度，贮存更多的畸变能；

(4)将冷轧后的钢板以至少80℃/s的加热速率加热到(A_c3－40℃)～(A_c3＋30℃)，退火处理5～15s，然后以40～80℃/s的速率冷却到贝氏体区380～450℃，等温处理10～50s，最后冷却至室温。