[发明专利]一种高铬低锰奥氏体钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高铬低锰奥氏体钢，其特征在于：化学成分包括：以质量百分比计，C：0.12‑0.8％，Cr：7.0‑18.0％、Mn：2.0‑15.0％，Al：0.001‑3.0％，Si：0.01‑2.0％，N：0.002‑0.3％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质，其中，C、N、Cr、Mn的重量百分比满足下式：502‑810×[C]‑1230×[N]‑13×[Mn]‑12×[Cr]≤‑40。本发明可以通过合理设计高Cr奥氏体钢的成分配合特定的制备工艺，特别是退火工艺，来获得了不同强度和塑性的组合，从而获取所需性能的钢板。

技术领域

本发明属于汽车用钢和结构用钢技术领域，具体涉及一种高铬低锰奥氏体钢及其制备方法。

背景技术

具高强塑积的高锰TWIP钢目前在全世界范围内得到了广泛关注和研究。为了提高奥氏体的稳定性和层错能，高锰钢中的Mn含量普遍在18％以上。实验数据和理论计算均已表明，Mn是天然的晶界脆化元素，在拉坯和轧制过程中，由于板坯边角部位的温度较低，较低温度下Mn元素朝晶界偏聚的趋势较大(偏聚能较大)，这样就进一步脆化了晶界，从而使得高Mn钢的浇铸和轧制过程都容易出现问题，容易产生裂纹。因此，高锰钢中如此高的Mn含量使得其工业化生产存在较大困难。如何降低高锰钢的生产困难、提高综合性能成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明为了降低生产高锰钢的困难，提供了一种高铬低锰奥氏体钢及其制备方法。

本发明在化学成分上通过以Cr代Mn来降低基体的Mn含量，形成高Cr低Mn的奥氏体组织，从而给工业化生产带来便利。Cr元素并不明显地脆化晶界；虽然Cr不是扩大奥氏体相区元素，但Cr能降低奥氏体的Ms点，也能起到稳定奥氏体的作用。故为了规避过高的Mn含量给生产带来的困难，本发明采取以Cr代Mn的方法来达到稳定奥氏体的目的。

本发明第一方面提供了一种高铬低锰奥氏体钢，化学成分包括：以质量百分比计，C：0.12-0.8％，Cr：7.0-18.0％、Mn：2.0-15.0％，Al：0.001-3.0％，Si：0.01-2.0％，N：0.002-0.3％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，C、N、Cr、Mn的重量百分比满足下式：

502-810×[C]-1230×[N]-13×[Mn]-12×[Cr]≤-40；

式中，[C]为C的重量百分比；

[N]为N的重量百分比；

[Mn]为Mn的重量百分比；

[Cr]为Cr的重量百分比。

优选的，上述高铬低锰奥氏体钢中，其化学成分还包括：以质量百分比计，Ni：0-2.0％，Mo：0-0.6％，Cu：0-2.0％，B：0-0.005％，Nb：0-0.15％，Ti：0-0.3％，V：0-0.7％，Zr：0-0.2％，稀土元素：0-0.005％，Ca：0-0.03％中的一种或几种。

从上述化学组份可以看出，本发明提供的高铬低锰奥氏体钢的成分体系为C(N)-Cr-Mn-Al(Si)系，其中的C(或N)、Cr和Mn是用来稳定奥氏体的，Al或Si用以抑制退火过程中碳化物的析出。钢中加N则需要增加Si来抑制析出物，而不能增加Al，以免大量的析出AlN夹杂。