[发明专利]一种利用残余奥氏体提高冷轧双相钢伸长率的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁材料技术领域，特别是提供了一种利用残余奥氏体提高冷轧双相钢伸长率的方法，通过一定量的残余奥氏体发生相变诱发塑性，从而大幅提高伸长率。

背景技术

为了满足汽车工业对汽车材料强度级别和使用性能不断提高的要求，具有高均匀延伸率、高n值、高强塑积TS×Et的先进高强度钢的开发已经成为汽车轻量化的关键。作为第一代先进高强度钢的典型代表，双相钢(Dual Phase steel)以其较高的强度、较好的延伸率和成型性、较强的吸收碰撞能量等优点(强塑积在15GPa％左右)，目前已经成为车身轻量化趋势应用中最广泛、技术最成熟的高强钢材料。1994年-1998年实施的“ULSAB”项目中，车体上的高强度钢板和先进高强钢板的使用率到达90％，其中双相钢的使用率为22％。2011年初，国际钢铁协会又提出了“未来钢车身”(FSV)项目，高强度钢和先进高强度钢的使用率到达了97％，其中先进高强度钢的使用率达到54％，而双相钢的使用率则达到了31％。可见，双相钢仍然将是未来汽车车体的主要材料。

双相钢(DP—Dual Phase Steel)，其组织是由软的铁素体和硬的马氏体两种相组成的，通常金相组织特征是在连续的铁素体基体(白色)上均匀分布着大约5％～30％的细小马氏体相(黑色)，以此来提高钢的强度、协调材料的韧塑性，同时马氏体的含量越大，钢的强度就越高，其抗拉强度范围450MPa～1470MPa。

但是蒂森钢公司在2007年提出了新型高塑性双相钢，其显微组织中观察到少量残余奥氏体，但是并没有引起重视。同时国内近几年一直研究开发的冷轧双相钢中一直没有引入残余奥氏体，其组织仍然是铁素体和一定量的马氏体。

目前查到的国内外专利中对冷轧双相钢的显微组织描述中，只有蒂森克虏伯申请的CN101802233A专利中提到20～70％马氏体，至多8％残余奥氏体，以及余量的铁素体或贝氏体。其余公司显微组织描述中均为铁素体和马氏体，均未明确提到有残余奥氏体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用残余奥氏体提高冷轧双相钢伸长率的方法。通过一定量的残余奥氏体发生TRIP效应，即相变诱发塑性，从而大幅提高伸长率。与蒂森克虏伯申请的专利进行对比，其成分系C-Si-Mn-Cr-Ti-Mo-P-N-B，同时冷轧双相钢的热轧卷取温度为550℃，较本发明的低，经50～70％冷轧压下率后的冷轧板性能为Rm＝955～1102MPa,Rp0.2＝580～675，A₈₀≥8.3～17.1％，显微组织分析为20～70％马氏体，至多1～6.5％的残余奥氏体，以及少量的铁素体和贝氏体，同时该钢屈服强度较高，屈强比较高，约0.57～0.61。而本发明采用不同的成分系，C-Si-Mn-Cr或Nb系，而且采用不同的热轧工艺，卷取温度650℃，同时通过调整连续退火工艺参数可以获得铁素体约50％，马氏体约43％，残余奥氏体为4.9％～6.95％。另外力学性能：Rel＝389～435MPa，Rm＝830～882MPa，YS/TS＝0.44～0.51，A₅₀＝20～22.3％，Agt＝11.5～15.5％，n＝0.17～0.21，r＝0.68～0.98；具有较低屈强比、高伸长率、高n值等性能特点，各方面综合性能优良。

本发明的工艺步骤及在工艺中控制的技术参数如下：

本发明在成分设计时采用相变强化为主，结合固溶强化、细晶强化、析出强化的复合强化方式。通常各合金元素对相变的作用主要有：

1)Si,P,Al有加快铁素体形成的作用，对生产DP,TRIP钢起着重要的作用。

2)C,Mn,B,Cr有延缓铁素体形成的作用，对生产马氏体钢MS,复相钢CP起着重要的作用。

3)添加Mo,Cr能够延缓珠光体和贝氏体的形成，对生产DP,CP钢有利。

4)Si能够抑制贝氏体转变时渗碳体的析出，对生产TRIP钢有利。通过分析各主要合金元素的作用和对相变行为的影响，同时在成分设计时综合低成本、良好的焊接性能等因素，本发明的含残余奥氏体的冷轧双相钢主要考虑添加的合金元素有C、Si、Mn、Al、Cr、Nb等。这种低屈强比冷轧双相钢重量百分比组成为：C0.08-0.18％，Si0.2-0.6％，Mn1.5-2.0％，Al0.02-0.07％，P≤0.015％，S≤0.01％,Cr0～0.50％、Nb0～0.05％，Fe余量。冶炼成合格的铸坯。