[发明专利]一种冷轧中锰高铝低密度钢及其制备方法

说明书

一种冷轧中锰高铝低密度钢及其制备方法，合金成分按重量百分比：C：1.20～1.30％，Mn：10.7～11.3％，Al：9.5～10％，P≤0.005％，S≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质；制备：1)按冷轧中锰高铝低密度钢成分配比，冶炼浇铸得铸锭；2)铸锭加热保温，锻造成形获得钢坯；3)钢坯加热保温，进行多道次热轧，水冷至室温，制得热轧板；4)热轧板，在一定温度下保温，直接水淬火至室温；5)将固溶处理后的板材，进行多道次冷轧，制得冷轧板；6)将冷轧板在一定温度下保温，水淬至室温，制得冷轧中锰高铝低密度钢；其密度为6.81～6.85g/cm³，其屈服强度1170～1230MPa，抗拉强度1280～1320MPa，延伸率16～17％，强塑积≥21GPa％。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种冷轧中锰高铝低密度钢及其制备方法。

背景技术

日益严重的能源危机和环境污染成为全球共同面对的难题，减轻车身重量是提高汽车燃油效率、降低排放的重要举措之一。目前，国内研究开发汽车轻量化项目，开发高强度及高强度钢板，通过降低汽车钢板厚度实现车身减重的目的。高强度、成形性能良好、减重效果明显及低成本钢板是现代汽车钢发展的趋势。

当今开发研究中的先进汽车用钢中包括DP钢、QP钢、TRIP钢及TWIP钢，通过提高材料本身强度降低汽车结构件中的规格厚度达到车身轻量化的效果。一种更有潜力的思路是，研发集高强度与低密度于一身的汽车用低密度钢。通过添加一定量的Al元素，有效地实现减重的目的并达到超高的材料强度。为保证乘客的安全，相比于强塑积，汽车用钢的高屈强比更为重要。高屈服强度可达到高几何刚度以防止或减少碰撞时车厢结构变形，比通过构件本身变形吸收冲击能更为重要。然而，随着高强钢板屈服强度的升高，必然带来塑性变形能力的下降，冲压等成形易开裂成为制约高强钢板广泛应用的关键。

考虑到目前钢铁生产成本及工艺可行性，中锰高铝低密度钢采用合理的成分设计，具有一定的Mn、Al和C含量，从而获得奥氏体为基体及少量铁素体的双相组织，具有高强度、良好的成形性能及低密度的特点，具有更大的开发前景和优势。

发明内容

针对现有技术的不足，目的是提供一种高强度、成形性能良好的冷轧中锰高铝低密度钢及其制备方法，通过设计合理的合金成分和热处理工艺，控制奥氏体组织含量及分布，从而获得具有高强度、成形性能良好兼具低密度优势的的冷轧汽车用钢。

本发明的一种冷轧中锰高铝低密度钢，其合金成分按重量百分比为：C：1.20～1.30％，Mn：10.7～11.3％，Al：9.5～10％，P≤0.005％，S≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述冷轧中锰高铝低密度钢的密度为6.81～6.85g/cm³，其屈服强度1170～1230MPa，抗拉强度1280～1320MPa，延伸率16～17％，强塑积≥21GPa％。

所述的冷轧中锰高铝低密度钢的密度，较纯铁降低约13％。

所述的冷轧中锰高铝低密度钢，其组织为含有高密度退火孪晶的奥氏体基体及铁素体的双相组织，奥氏体晶粒内存在均匀分布的纳米级κ碳化物。其中铁素体的双相组织为少量的铁素体的双相组织。

上述的本发明的冷轧中锰高铝低密度钢的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，冶炼：

按冷轧中锰高铝低密度钢的成分配比，冶炼并浇铸制成铸锭；

步骤2，锻造：

(1)将铸锭加热至1170～1230℃，保温2～4h；

(2)然后在950～1050℃锻造成形获得钢坯；

步骤3，热轧：

(1)将钢坯加热至1180～1250℃，保温1～5h；