[发明专利]具有良好强塑性的轻质奥氏体钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车用钢制造领域，涉及一种具有高强塑性、轻质的奥氏体钢板及其制造方法，该钢种适用于制造汽车结构件、安全件、防撞件等以及其它特殊用途的产品。

背景技术

当前，汽车工业的发展趋势是节能、减重、环保和提高安全性，高强汽车用钢的使用能够满足汽车工业的减重和提高安全性的需要。然而，目前开发的高强汽车用钢由于密度高，降低了汽车的减重效果。因此开发出具有高强塑性的轻质奥氏体钢吸引了各大钢铁公司和汽车厂家的关注。

专利文献CN103370434A公开了一种奥氏体轻质高强度钢板及其制备方法，其成分范围为：0.6％～1.0％的C，0.1％～2.5％的Si，10％～15％的Mn，5％～8％的Al，0.01％～0.2％的Ti，其不足之处在于钢中Al元素含量较低，减重效果有限，并且由于钢中C、Mn含量较高，钢板表面易于氧化，导致表面质量欠佳。

欧洲专利EP0889144公布了一种低密度的高强钢板，其主要化学成分为：1％～6％的Si，1％～8％的Al，且(Al+Si)≤12％，10％～30％的Mn，不足之处在于Al元素含量较低，减重效果有限，并且钢板采用TWIP+TRIP效应来提高钢板的伸长率，这种效应容易导致钢板出现延迟断裂的问题，并且由于钢中C、Mn含量较高，钢板表面易于氧化，导致表面质量欠佳。

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有良好强塑性的轻质奥氏体钢。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的各种缺陷，提供一种具有良好强塑性和高表面质量的轻质奥氏体钢及其制备方法。

具体的技术方案是：

本发明提供的具有良好强塑性的轻质奥氏体钢，以重量百分比计，其化学成分为：C：0.6％～1.1％，Si：0.1％～0.5％，Mn：14％～27％，P≤0.02％，S≤0.03％，Al：4.0％～13.0％，Ce：0.06％～0.2％，Bi：0.05％～0.4％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明合金设计的理由如下：

C：C元素是钢中成本最低、稳定效果最好的奥氏体稳定元素，同时具有良好的固溶强化效果。C元素含量过低，会降低钢的强度和奥氏体的稳定性；C元素含量过高，容易在晶界处析出渗碳体，降低钢的性能。因此，本发明中，将C元素含量范围控制在0.6％～1.1％。

Mn：Mn元素是钢中的奥氏体稳定元素。Mn元素含量过低，会导致钢板发生马氏体相变，降低钢板的塑性；Mn元素含量过高，会导致钢板成本上升，伸长率下降。因此，本发明中，将Mn元素含量的范围控制在14％～27％。

Si：Si元素能够起到强烈的固溶强化的效果和减重的效果。Si元素含量过低，起不到强化的作用；Si元素含量过高，会降低钢板的表面质量和焊接性能。因此，本发明中，将Si元素含量的范围控制在0.1％～0.5％。

Al：Al元素可以有效的提高钢板的层错能，抑制马氏体相变，同时降低钢材的密度。Al元素含量过低，起不到抑制马氏体相变的作用和降低密度的作用；Al元素含量过高，会导致连铸生产困难和力学性能下降。因此，本发明中，将Al元素含量的范围控制在4.0％～13.0％。

Ce：Ce元素是起到细化晶粒，使硫化物球化和清洁晶界，提高钢板性能的作用。因此，本发明中，将Ce元素含量的范围控制在0.06％～0.2％。

Bi：Bi元素在钢中主要分布在晶界和晶粒内部，起到提高钢板强度，减小碳、氧等元素在钢板晶界上的扩散速率，减少脱碳和氧化现象，提高钢板表面质量和力学性能。因此，本发明中，将Bi元素含量的范围控制在0.05％～0.4％。

P：P元素是钢中的有害元素，其含量越低越好。因此，本发明中，将P元素含量的范围控制在P≤0.02％。

S：S元素是钢中的有害元素，其含量越低越好。因此，本发明中，将S元素含量的范围控制在S≤0.03％。

本发明一种具有良好强塑性的轻质奥氏体钢的制备工艺包括以下步骤：转炉冶炼、ASP中薄板坯连铸、热连轧、酸洗冷轧、连续退火。

该制备工艺的具体步骤如下：

通过转炉进行冶炼，得到满足成分要求的钢水，按重量百分比计：钢水中含有C：0.6％～1.1％，Si：0.1％～0.5％，Mn：14％～27％，P≤0.02％，S≤0.03％，Al：4.0％～13.0％，Ce：0.06％～0.2％，Bi：0.05％～0.4％，余量为Fe和不可避免的杂质，钢水温度在1530～1650℃之间。