[发明专利]双重诱导塑性高强钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术，具体地指一种双重诱导塑性高强钢及其制造方法。

背景技术

随着汽车轻量化的不断发展，先进高强度钢在汽车上的应用比例大幅增加。具有单一TRIP效应的相变诱导塑性钢，强度高但延展性不足，具有单一TWIP效应的孪晶诱导塑性钢性能优良但Mn含量过高(25％以上)，工业化生产难度大且成本高。同时，前述两类钢组织中含有奥氏体，因奥氏体属面心立方点阵结构，其每个间隙尺寸较传统钢的体心立方点阵每个间隙尺寸大，在冶炼、后续热处理和应用过程中易吸氢，导致所制造的汽车零部件延迟断裂现象发生。

文献1(张维娜，刘振宇，王国栋.高锰TWIP/TRIP钢研究进展与应用[J].中国工程科学，2014,16(1):40-47.)中介绍了高锰TWIP/TRIP钢研究进展与应用情况，介绍了晶粒尺寸对TWIP钢变形机制的影响，观察了形变孪晶随晶粒尺寸变化的演变过程，总结了形变诱导马氏体和形变诱导孪晶的演变机理，简述了碳化钒(VC)沉淀粒子对高锰TWIP/TRIP钢延迟断裂及加工硬化行为的影响，并对VC沉淀粒子与形变孪晶的交互作用机制进行了探讨；阐述了双辊铸轧工艺制造高锰TWIP/TRIP钢薄带的近终成型工艺过程及显微组织的演变机理，并探讨了工程应用的前景，该钢基础化学成分为Fe-25Mn-3Si-3Al-0.02C，加入了钒(V)的量并未介绍。文献2(刘仁东，王旭，郭金宇等.亚稳奥氏体和微合金元素对冷轧高强汽车钢性能的影响[J].鞍钢技术，2014,(6):1-7.)中介绍了亚稳奥氏体和微合金元素(Nb、V)对TRIP钢、TWIP钢和Q&P钢等冷轧高强汽车钢性能的影响，其主要包括调控冷轧高强汽车钢亚稳奥氏体组织的成分体系和连续退火工艺、亚稳奥氏体组织特征及测量方法，及其对高强汽车钢强塑积、拉伸曲线形状等性能的影响等；同时还介绍了微合金元素(V、Nb)对冷轧高强汽车钢成形性、强度等级、延迟断裂等个性化性能的影响；该钢典型化学成分为Fe-21.6Mn-0.63C-0.87V，选择碳化钒(VC)沉淀粒子作为氢陷阱抑制氢扩散，改善延迟断裂，V元素显著提高了强度，但其延伸率不到30％，影响了其冲压成形性能。以上两个文献中均采用碳化钒(VC)沉淀粒子对高锰TWIP/TRIP钢延迟断裂现象进行控制，V的添加导致了生产工艺难度大大增加，同时，对力学性能产生了不利影响，如塑性下降，原料成本提高。因此，为满足高端汽车制造材料要求，开发出具有高塑性和轻量化等综合性能优良的高强钢便成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种双重诱导塑性高强钢及其制造方法，该钢力学性能优良，具有高塑性、高强度及低回弹性等优点，可满足汽车高能吸收部件材料要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双重诱导塑性高强钢，其特征在于：该钢化学成分及其重量百分比如下：C：0.41～0.45％，Si：0.10～0.13％，Mn：16.8～17.2％，Al：0.07～0.09％，Er：0.05～0.09％，Ce：0.02～0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，该钢化学成分及其重量百分比如下：C：0.42～0.45％，Si：0.11～0.13％，Mn：16.92～17.2％，Al：0.07～0.09％，Er：0.06～0.08％，Ce：0.02～0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，该钢化学成分及其重量百分比如下：C：0.44～0.45％，Si：0.11～0.13％，Mn：16.92～17.16％，Al：0.08～0.09％，Er：0.06～0.07％，Ce：0.03～0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质。

一种上述双重诱导塑性高强钢的制造方法，包括冶炼，真空处理，连铸，加热，热轧，卷取，酸洗，冷连轧及退火步骤，所述热轧步骤中，控制热轧粗轧温度为1048～1077℃，终轧温度为921～929℃；所述冷连轧中，钢板冷轧原始厚度为2.8～4.0mm，成品厚度为1.4～2.0mm；所述退火步骤中，控制保温温度为830～839℃，然后快冷，在360～390℃时效处理后，冷却至室温。

进一步地，所述退火步骤中，控制保温温度为836～838℃，保温时间为2～7秒，然后以38～42℃/s的冷却速度快冷。

进一步地，所述冷连轧步骤中，冷轧轧制压下率为48～52％。

进一步地，所述真空处理步骤中，真空度为110～120Pa，真空处理后钢水中[H]≤1.5ppm。

进一步地，所述连铸步骤中，浇注温度为1466～1496℃。