[发明专利]一种改善TRIP钢表面质量的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金材料技术领域，具体涉及一种改善TRIP钢表面质量的加工方法。

背景技术

目前汽车向着轻量化、节能和低成本方向发展，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。高强钢中有烘烤硬化钢(BH钢)、高强度低合金钢(HSLA钢)、双相钢(DP钢)、复相钢(CP钢)、马氏体钢(M钢)及相变诱发塑性钢(TRIP钢)等。由于TRIP钢具有屈服强度和抗拉强度高，延展性强，冲压成形能力高等优点，被认为是新一代的汽车用高强度钢板，国内外都开展了大量的研究开发工作。TRIP钢的最佳应用前景是汽车车门防护杆、保险杠和底盘结构件等。

TRIP钢可分为热轧和冷轧TRIP钢。冷轧TRIP钢由于具有表面质量良好和厚度较薄等优点，在实际生产中应用较多。冷轧TRIP钢的热处理工艺如图1所示，首先对TRIP钢进行两相区退火，然后再快速冷却至贝氏体区进行等温淬火，最后再将TRIP钢空冷至室温。

两相区退火的目的是为了获得铁素体和奥氏体。在贝氏体区等温时，部分奥氏体转变为贝氏体，还有少部分奥氏体保留下来，在随后的冷却过程中不发生转变成为残余奥氏体。最终冷轧TRIP钢的显微组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体。

TRIP钢是通过TRIP效应即钢中的残余奥氏体在塑性变形作用下诱发马氏体形核，引入相变强化和塑性增长机制来提高钢板的强度和塑性的。因此TRIP钢中残余奥氏体的体积分数和稳定性是影响TRIP钢力学性能的主要因素。

在TRIP钢中，稳定残余奥氏体，抑制碳化物的析出非常重要。因为任何碳化物的形成都将消耗碳，使可供富集到残余奥氏体中的碳含量减少，从而降低残余奥氏体的机械稳定性，使最终形成的残余奥氏体量减少。传统的TRIP钢中通过加入较高含量的硅以抑制碳化物的析出。但高硅含量会使TRIP钢的涂镀性能变差。由于铝也具有抑制碳化物形成的作用，因此可用铝替代或部分替代硅来改善TRIP钢的涂镀性能。

生产实践中发现，当TRIP钢中加入较高质量分数的铝(≥1%)之后，TRIP钢会在凝固过程中生成δ铁素体。也就是说，在液相温度以下高铝TRIP钢中始终存在铁素体组织。传统的TRIP钢生产中，退火温度选定在两相区(A_c1以上、A_c3以下，A_c1和A_c3的计算公式如下所示)是为了获得铁素体和奥氏体组织。由于高铝TRIP钢在液相温度以下始终存在铁素体，因此可将其退火温度设定在A_c1以上、液相温度以下，这样同样可以获得铁素体和奥氏体组织。在随后的贝氏体等温淬火过程中，由于贝氏体转变的不完全性，必然有一部分奥氏体残留下来成为残余奥氏体，从而可获得典型的铁素体+贝氏体+残余奥氏体的TRIP钢组织。这样便可以改善传统TRIP钢退火温度工艺窗口较窄的现状。

A_c1和A_c3的计算公式为：

A_c1(℃)=723-10.7Mn-13.9Ni+29Si+16.9Cr+290As+6.38W

A_c3(℃)=910-230C^1/2-15.2Ni+44.7Si+104V+31.5Mo+13.1W

公式中的元素符号代表其含量(质量分数，%)。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种改善TRIP钢表面质量的加工方法。通过合理的热处理工艺，使得冷轧高铝TRIP钢具有典型的TRIP钢组织即铁素体+贝氏体+残余奥氏体。本发明的技术方案为：

一种改善TRIP钢表面质量的加工方法，按照以下工艺步骤进行：

（1）按照重量百分比为：C：0.10~0.25%；Mn：1.0~4.0%；Si：≤0.5%；Al：1.0~5.0%；Cr≤0.1%；P：≤0.01%；S≤0.01%；余量为Fe和其它不可避免杂质的化学成分选配原料，采用中频真空感应炉在1500~1600℃冶炼TRIP钢，之后将TRIP钢铸锭开坯成厚度为50mm的钢板；

（2）采用两辊可逆式热轧机将TRIP钢板轧制至4mm，工艺参数为：加热温度为1150~1250℃，终轧温度为930~970℃，道次压下量为10~50%，经5~7道次轧制至目标厚度；