[发明专利]一种无镀层变强度钢复合材料

说明书

本发明提供一种无镀层变强度钢复合材料，所述复合材料包括有一个高强度部分和一个低强度部分，以及位于高强度部分、低强度部分之间的过渡区，高强度部分采用全奥氏体区淬火和中温回火，中温回火获得具有二次硬化效果的显微组织；低强度部分在高强度部分的回火之后重新加热并淬火，即铁素体和奥氏体的临界区退火和淬火，获得铁素体和马氏体的双相钢。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金行业，特别涉及一种汽车用的无镀层变强度冷轧带钢的复合材料及其热处理工艺。

技术背景

汽车的一些安全结构件（如A柱、B柱、C柱等）通常需要有碰撞吸能和抗变形保护的作用，变强度钢在热处理时需要分区域实施不同的工艺，目前钢铁制造业尚未有变强度带钢及其热处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以制造出包含一个低强度和一个高强度的变强度带钢。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种无镀层变强度钢复合材料，所述复合材料包括有一个高强度部分和一个低强度部分，以及位于高强度部分、低强度部分之间的过渡区，高强度部分采用全奥氏体区淬火和中温回火，中温回火获得具有二次硬化效果的显微组织；低强度部分在高强度部分的回火之后重新加热并淬火，即铁素体和奥氏体的临界区退火和淬火，获得铁素体和马氏体的双相钢。

高强度部分主要含有铁素体和块状马氏体，以及少量残余奥氏体分解形成的贝氏体和少量残余奥氏体，铁素体和马氏体中含有回火析出的碳化物颗粒，具有二次硬化钢的组织特征。

低强度部分含有以铁素体和岛状马氏体，以及少量残余奥氏体，具有铁素体和奥氏体的双相钢组织特征。

过渡区是热处理时低强度区实施再退火形成，过渡区含有铁素体、马氏体、珠光体、贝氏体，其中，部分马氏体和铁素体中有球化的碳化物析出，高强度区和低强度区之间界限为过渡区。

复合材料全宽度范围的首次淬火前的保温温度为820℃-860℃，保温时间≥10秒。

复合材料全宽度范围首次淬火后的温度为低于300℃；首次淬火后，在带钢高强度部分加热到250℃至550℃之间进行中温回火，回火时间≥15秒；低强度部分在带钢250℃至550℃的中温回火基础上继续加热，直至再次淬火前的保温温度到达720℃至820℃，达到保温温度后即可淬火。

低强度部分再次淬火后的温度低于300℃，在中温回火及之前，宽度方向的热处理工艺一致。

高强度部分的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥800MPa，低强度部分的屈服强度加上BH₂≤600MPa。

热轧带钢在冷轧后送入连续退火炉进行热处理，首先在带钢的全宽度上进行均匀的加热、保温、淬火、中温回火。在接近中温回火终了时，将带钢从宽度上分为两部分，一部分作为高强度部分冷却并结束热处理，另一部分作为低强度部分加热至双相区并淬火，本发明的低强度部分再次加热温度的起始温度是全宽度回火时的回火温度，有利于降低能耗。工艺流程如图1所示，工艺路径如图2所示。

本发明提供的变强度钢复合材料高强度部分的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥800MPa。低强度部分的屈服强度加上BH2≤600MPa。化学成分满足要求：C≤0.25；Si≤2.2%；Mn≤3.0%；Cr+Mo≤1.4%；Nb+Ti≤0.2%。且Ceq采用如下计算式可以满足Ceq≤0.65%，因此该变强度钢具有良好的焊接性能。

本发明的高强度部分的淬火前保温为820℃至860℃，已经进入带钢的全奥氏体区。低强度部分淬火前的保温温度是720℃至820℃，为带钢的铁素体加奥氏体的双相区。