[发明专利]一种超高强汽车用轻质中锰钢热轧板及制备方法

说明书

一种超高强汽车用轻质中锰钢热轧板及制备方法，属于热轧超高强汽车用钢技术领域。本发明所述热轧板的化学成分按质量百分比分别为：C：0.75～0.80％，Mn：7.6～8.0％，Al：7.4～8.0％，Si：0.05～0.10％，余量为Fe及不可避免的杂质。其制备方法为，按成分配比制得钢坯，加热保温后，热轧得热轧钢板，并将热轧钢板水冷至400℃然后空冷至室温后，进行“淬火+回火”热处理，在900‑1000℃保温0.5～1h后水淬至室温，之后在200‑300℃保温10～60min后空冷至室温。本发明关键在于通过合理的化学成分和工艺设计获得一定体积分数比例的奥氏体+铁素体+马氏体复相组织，再通过调整回火工艺控制奥氏体内C元素配分，得到密度为7.19g/cm³，抗拉强度1410～1680MPa，延伸率15～30％，强塑积40GPa·％以上的超高强汽车用轻质中锰钢热轧板。

技术领域

本发明属于热轧超高强汽车用钢技术领域，具体涉及一种超高强汽车用轻质中锰钢热轧板及制备方法。

背景技术

面对国际社会的减排承诺，面对国际能源短缺，汽车尾气排放所造成的PM2.5等一系列问题，汽车节能减排刻不容缓。如今，节能、安全、环保作为汽车技术的三大主题，极大地推动了车身轻量化技术的研究和发展。为了实现节能减排，同时兼具安全的要求，汽车用先进髙强钢(Advanced High Strength Steels，AHSS)的研究和使用便应运而生。中锰Fe-Mn-Al-C钢作为一种高比强度(强度与密度之比)的新型汽车用钢，具有优良的强度和塑性匹配，应用前景非常广阔。

近年来，对于中锰Fe-Mn-Al-C汽车用钢国内学者进行了大量品种开发与研究工作。专利申请号为201610927995.5的专利公开C：0.1-0.3％，Si：0.3-3.5％，Mn：3.0-15.0％，Al：1.0-3.5％，V，Ti，Nb各≤0.2％成分体系的中锰钢经热轧、淬火+回火、冷轧、退火可以得到屈服强度590～970MPa，抗拉强度980～1440MPa，总延伸率30～42％，强塑积40GPa·％以上的钢板；专利申请号为201310733931.8的专利公开C：0.14-0.16％，Si：1.31-1.51％，Mn：2.70-2.90％，Al：0.11-0.51％，Re：0.005-0.020％的中锰钢经热轧、冷轧、退火得到抗拉强度大于1400MPa，延伸率大于等于8％，屈服强度500～900MPa，屈强比为0.4～0.6的易于冲压成形汽车用钢板；专利申请号为201610455155.3的专利公开C：0.25-0.35％，Mn：7.0-9.5％，Al：2.0-2.9％成分体系的中锰钢经热轧、退火、冷轧、退火可以得到抗拉强度900～1300MPa，总延伸率50～80％，强塑积60GPa·％以上的钢板。

综上所述，虽然中锰钢通过调节化学成分，控制轧制及热处理工艺能够得到良好的强度以及塑性，但是一般需要较为复杂的“热轧+冷轧+热处理”的制备工艺，并且部分发明中合金含量较高及Nb，V，Ti等元素的添加导致成本较高。而本发明在普通中锰钢成分体系基础上，仅通过调整Mn，Al及C基础元素的含量对于钢板的组织构成及含量进行控制，同时将制备工艺简化为热轧+“淬火+回火”热处理，调整奥氏体中元素配分，得到密度为7.19g/cm³，抗拉强度1410～1680MPa，延伸率15～30％，强塑积40GPa·％以上的超高强汽车用轻质中锰钢。不仅满足了工业性能要求，并且降低了生产成本及工艺要求，具有重要的经济意义和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高强汽车用轻质中锰钢热轧板及制备方法，采用成分与组织控制相结合的设计理念，通过“淬火+回火”处理获得超细晶铁素体+奥氏体+马氏体三相组织。在添加一定含量δ-铁素体以减少超细晶铁素体对于加工硬化能力的破坏的基础上，使得钢中获得更高体积分数的，具有更高稳定性的残余奥氏体。通过回火工艺使α相中的C元素向γ相中转移，提高奥氏体中C含量，进一步提高奥氏体的化学稳定性，使得残余奥氏体有足够的稳定性以保证钢板在变形过程中奥氏体相会发生TRIP(相变诱导塑性)效应，从而在高强度的基础上获得塑性优良的超高强汽车用轻质中锰钢热轧板。