[发明专利]一种Q＆P钢板及其两次配分制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料热处理技术领域，特别涉及一种Q&P钢板及其两次配分制备方法。

背景技术

近年来，随着汽车轻量化，节能减排以及汽车安全性的需求，高强度钢的研究和使用成为了当下技术人员研究的热点。其中，第三代汽车用钢中的Q&P得到了广泛的关注，与传统钢材相比，Q&P钢具有优异的强度和良好的塑性，作为汽车结构用钢，得到了越来越多的关注。

与传统的淬火-回火(Q&T)工艺相比，Q&P工艺是将完全奥氏体化或者部分奥氏体化的钢，淬火到马氏体相变开始温度(Ms)和马氏体相变结束温度(Mf)之间，此时马氏体部分相变，组织中有一部分未转变的奥氏体；随后，在淬火温度，或高于淬火温度进行保温配分，碳原子从过饱和的马氏体中向未转变的奥氏体中扩散，使得奥氏体足够稳定，能够稳定的保留到室温，而不发生相变。

随着对Q&P钢研究的逐步深入，发现如果想获得较大量的残余奥氏体，需要相对较高的淬火温度，而这样的话，经过配分以后，组织中难免会有一部分不稳定的奥氏体转变为马氏体，或者以M/A岛的形式存在于最后的组织中。如何共同优化Q&P工艺，从而提高室温下稳定的奥氏体含量，并且让奥氏体以更加稳定，更有利于变形的方式存在，仍然有很重要的探索价值。

发明内容

本发明提供一种Q&P钢板及其两次配分制备方法，该制备方法的特征为，在经历过两步Q&P淬火配分处理后，在随后的水淬冷却过程中，通过控制终冷温度，来控制不稳定的奥氏体发生马氏体转变的量，从而增加二次回火(配分)处理，在回火过程中通过碳配分来稳定更大体积分数和碳含量的奥氏体的Q&P钢，及其热处理方法。

本发明的Q&P钢板，成分按重量百分比为：C：0.15～0.28％，Mn：1.0～3.5％，Si+Al：0.9～2.5％，余量的Fe和不可避免的杂质；钢板厚度为1.2～1.8mm。

本发明的Q&P钢板，其抗拉强度≥1200MPa，延伸率≥20％，强塑积≥25000MPa。

本发明的Q&P钢板，其微观组织为马氏体，残余奥氏体和贝氏体；室温条件下，残余奥氏体的体积分数为8～22％。

本发明的Q&P钢板的两次配分制备方法，包括如下步骤：

步骤1，完全奥氏体化：

按Q&P钢板的成分，配料制得厚度为1.2～1.8mm的普通Q&P钢板，在850～950℃，保温100～1000s，制得完全奥氏体化的Q&P钢板；

步骤2，奥氏体发生部分马氏体相变：

将完全奥氏体化的Q&P钢板，以30～100℃/s的冷却速度，淬火到280～330℃；

步骤3，一次配分过程：

(1)将淬火后的Q&P钢板，升温至350～450℃，保温30～600s；

(2)一次配分后的钢板，以30～100℃/s的冷却速度，水淬到20～80℃；

步骤4，二次配分过程：

(1)将水淬后的钢板，在升温至350～450℃，保温30～600s；

(2)二次配分后的钢板，淬火到室温，制得Q&P钢板。

所述步骤1中，普通Q&P钢板的制备，包括以下步骤：

(1)熔炼：按Q&P钢板成分配料，精炼和连铸制得截面尺寸厚度为50～80mmQ&P钢坯；

(2)热轧：将钢坯在1150～1250℃，保温60～180min；热轧5～8道次，制得厚度为3～5mm的热轧板；

(3)冷轧：将热轧板酸洗，去除表面的氧化铁皮；进行3～5道次冷轧，制得厚度为1.2～1.8mm的冷轧板，即为普通Q&P钢板。

经过所述步骤1的工艺，Q&P钢板完全奥氏体化，并且成分均匀分布。

经所述步骤2的工艺，制得钢板的在280～330℃之间奥氏体的体积百分比为15～50％；30～100℃/s的冷却速度是保证在发生马氏体相变前不发生其他相变的临界冷速；步骤2的工艺条件，保证的完全奥氏体化的Q&P钢板，在生成马氏体前，不发生其他相变；为随后的配分过程中，通过工艺调配，获得更大体积分数的稳定奥氏体做好了前期准备。

所述步骤3(1)，配分温度越高，碳元素的扩散越快，配分完成的越快，所需要的保温时间越短。

经所述步骤3，淬火后的Q&P钢板经过一次配分后，不稳定的奥氏体发生部分马氏体相变，再通过控制淬火温度，来控制马氏体相变分数。