[发明专利]一种具有TRIP效应的高强度冷轧钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冷轧汽车用钢制造领域，涉及一种抗拉强度大于1000MPa且具有TRIP效应的高强度冷轧钢板及其生产方法。

背景技术

汽车的轻量化是降低油耗的主要途径，同时也是减少二氧化碳排放量的最有效对策，据统计，汽车车重每减轻1%，燃料可节省0.6-1.0%。另外，随着提高碰撞安全性的标准逐年严格，需提高车体强度、刚度并优化结构以提高安全性，针对这样的社会需求，应着眼于利用材料的高强度化，以使汽车的安全性和重量保持更好的平衡。为了减轻车重和提高安全性，近年来，汽车用钢板向高强度化发展成为一种趋势。当钢板厚度分别减小0.05mm、0.1mm和0.15mm时，车身减重分别为6%、12%和18%，可见增加钢板强度是减小板厚、减轻车重的主要途径。另外，在采用高强钢板减小板厚的同时，也提高了汽车的抗凹陷性、耐久强度、大变形冲击强度和安全性。

TRIP（Transformation Induced Plasticity）钢是近年来为满足汽车工业对高强度、高塑性新型钢板的需求而开发的，其因具有相变诱导塑性（简称TRIP效应）而得名。TRIP钢的显微组织由铁素体、贝氏体和残余奥氏体构成，当其在室温下冲压成型时，钢中的残余奥氏体向马氏体转变，产生相变诱发塑性，从而使钢板的强度和塑性同时得到提高。

专利CN102011051A公开了一种高强度高塑性的中碳相变诱发塑性钢及其制备方法，设计成分为0.24-0.30%C、0.80-1.20%Si、1.40-1.80%Mn、0.030-0.075%P、0.070-0.090%V，余量为Fe。该发明通过适量增加C含量，并辅以P、V等元素，结合传统的TRIP钢热处理工艺，室温下得到了铁素体、贝氏体及残余奥氏体的组织，其抗拉强度大于等于980MPa，断裂延伸率大于等于18%，强塑积大于等于17640MPa·%。

专利CN101363102A公开了一种高强度冷轧连续退火用TRIP钢板及其制备方法，钢板成分为0.1-0.4%C、0.5-2.5%Si、0.50-2.5%Mn、0.01-0.10%Nb、0.01-0.10%Ti、0.1-1.0%Cu、0.1-1.0%Ni、P≤0.03%、S≤0.02%，余量为Fe。其通过添加Nb、Ti、Cu、Ni来改善钢板力学性能，得到的钢板屈服强度为450-700MPa，抗拉强度大于980MPa，延伸率A50大于20%。

专利CN102312157A公开了一种1000MPa级以上冷轧TRIP钢及其制备方法，化学成分为0.18-0.23%C、1.3-1.6%Si、2.1-2.3%Mn、0.03-0.05%Nb、0.03-0.09%V、P≤0.01%、S≤0.01%、0.8-1.2%Alt、N≤0.005%，余量为Fe及杂质。该发明中的高Si高Al成分保证了残余奥氏体的室温稳定性，微合金元素Nb、V的析出强化和晶粒细化作用有利于提高钢板的强度和延伸率。

2003年，Speer等基于对碳配分过程的理解提出了淬火配分（Q&P）热处理工艺，该热处理过程包括：首先将试样加热到奥氏体区使其奥氏体化后淬火到马氏体开始转变温度和转变结束温度之间某一设定温度，得到马氏体和残余奥氏体的混合组织；并在此温度（一步法）或高于此温度（两步法）保温一定时间使碳元素从过饱和的马氏体向奥氏体中配分，提高奥氏体稳定性，从而在最后淬火至室温的过程中保留下来。

上述工艺生产的Q&P（Quenching and Partitioning）钢是一种新型的高强度和高塑（韧）性的马氏体钢，室温条件下为马氏体和残余奥氏体两相组织。但它区别于传统的回火马氏体钢，同等强度下与回火马氏体钢相比，塑性有大幅度提高。这是由于Q&P钢的室温组织中除马氏体以外，还存在7-15%的残余奥氏体，奥氏体变形时发生TRIP效应，转移颈缩时的应力集中，延缓裂纹产生，提高塑性。

采用传统的TRIP钢连续退火工艺，要生产抗拉强度达到980MPa以上的钢板势必要提高C含量或添加大量合金元素，带来的缺点是焊接性能和表面涂镀性能下降；而利用严格意义上的Q&P工艺生产高强度高塑性钢板，需要将钢板加热到Ac3温度以上，且要求冷却速度较高，对生产设备要求高，能源消耗较大。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗拉强度大于1000MPa，且具有TRIP效应的高强度冷轧汽车用钢板及其生产方法。

为了达到上述目的，本发明技术方案如下：