[发明专利]一种超细晶铁素体/低温贝氏体双相钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超细晶铁素体/低温贝氏体双相钢及其制备方法，属于钢铁材料工程领域。所述超细晶铁素体的晶粒尺寸为0.5~3μm，低温贝氏体的板条尺寸为75~300 nm；超细晶铁素体的体积含量为15~75%；该双相钢通过将回火屈氏体组织的钢轧制变形加热再结晶形成超细铁素体和细晶奥氏体，细晶奥氏体再进行低温贝氏体转变而制得，具有高强度、高塑性、低屈强比和高强塑积，综合力学性能良好的优势，且该制备工艺流程简单易行、容易控制，有利于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于钢铁材料工程领域，涉及一种双相钢及其制备方法，特别是一种超细晶铁素体/低温贝氏体双相钢及其制备方法。

背景技术

传统铁素体/马氏体双相钢屈强比较低，初始加工硬化速率高且塑韧性良好。但由于铁素体和马氏体间强度差异较大，微裂纹容易沿着铁素体/马氏体相界面扩展扩，从而导致扩孔性能不佳，在扩孔翻边工序中常出现开裂。而铁素体/贝氏体双相钢则是用韧性更好的贝氏体替代了马氏体，具有比铁素体/马氏体双相钢更好的翻边和扩孔性能，以及更好的拉伸性能和冲击韧性，更适于制造形状复杂的汽车零部件（如车轮、底盘、悬挂等）、工程机械零部件和抗大应变管线。

目前，铁素体/贝氏体双相钢主要用低碳低合金钢（包括微合金化和非微合金化的）通过控轧控冷的方法制备，制备方法已在多项专利中公开，例如申请号为200910169738.X的中国专利公开了一种高抗拉强度热轧铁素体贝氏体双相钢及其制造方法，该抗拉强度在514~535MPa之间，屈强比在0.63以上，但是在抗拉强度还是比较低，韧性不够。为了获得具有更优异综合力学性能的铁素体/贝氏体双相钢，科研工作者分别对其铁素体和贝氏体组织进行了深入的研究和改善。首先将铁素体组织进行细化，使铁素体晶粒尺寸细化至微米级(1~4 μm)，即超细铁素体组织，超细铁素体因其较高的强度而使双相钢性能提高；其次贝氏体组织也在不断改进，无碳化物贝氏体、低温贝氏体等具有优异强韧性的贝氏体组织也逐步被运用到双相钢中，超细铁素体和高强韧贝氏体结合的双相钢成为当今科研学者研究的重点和热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题提供一种工艺简单、制备效率高、易于精确控制、质量稳定性高的超细晶铁素体/低温贝氏体双相钢及其制备方法，其将回火屈氏体组织的钢轧制变形、加热再结晶形成超细铁素体和细晶奥氏体，细晶奥氏体再进行低温贝氏体转变；其工艺简单，形成的双相钢具有超高强度和良好塑性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种超细晶铁素体/低温贝氏体双相钢的制备方法，包括炼钢、退火、热轧和回火在内的工艺步骤，具体包括以下步骤：

A、炼钢：按照钢材的设计要求计算投料比例、熔炼、并浇注成钢锭；

B、将所述钢锭经退火、热轧、淬火和回火制得回火屈氏体组织的板坯；

C、轧制变形：将回火屈氏体组织的板坯经5~7道次、进行总压下量为30~50%的轧制变形，制得轧制板材；

D、热处理：将步骤C中所述轧制板材加热至“α+γ”两相区部分奥氏体化的温度、保温，再放入高于两相区奥氏体的马氏体开始点温度5~40℃的盐浴炉中进行等温贝氏体转变，最后空冷至室温，得超细晶铁素体/低温贝氏体双相钢。

优选的，步骤B的具体工艺步骤包括：

B1、退火、热轧：将所述钢锭加热至1200℃~1250℃保温2~5h进行均匀化处理；然后空冷至1150~1180℃开轧，经过4~7道次轧制成热轧板坯，热轧的总压下量为30~50%，终轧温度为不低于880℃，热轧板坯空冷至室温；

B2、淬火和回火：将经过步骤B1处理的热轧板坯重新加热至800~1000℃保温20~40min后，迅速放入油中淬火冷却至室温，然后放入450~550℃的炉子中保温1 h，出炉空冷至室温，制得回火屈氏体组织的板坯。