[发明专利]一种980MPa级超高延展性冷轧高强钢的制备方法

说明书

本发明涉及一种980MPa级超高延展性冷轧高强钢的制备方法，通过调控冷轧退火钢板的初始组织，制备出不同屈服强度的1000MPa超高延展性冷轧带钢，具体工艺路线是将冷轧板在不同临界区温度保温80～300s后快速淬火至室温，随后再次加热至Asubgt;C1/subgt;～Asubgt;C3/subgt;之间某一温度退火80～360s，然后在360～420℃进行300～600s过时效处理后冷却至室温，得到抗拉强度≥980MPa，屈服强度500～800MPa，强塑积30GPa·％以上的冷轧带钢。本发明基于低碳低合金成分体系，采用工业友好的临界区双退火工艺，成功地获得了具有超高强塑积的冷轧先进高强钢，其力学性能达到第三代中锰钢的水平，然而其冶炼、连铸、轧制及退火全流程生产制造难度及成本大幅度降低，能够满足复杂汽车结构件等对成型、焊接和使用性能的要求，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料热处理技术领域，尤其涉及一种980MPa级超高延展性冷轧高强钢的制备方法。

背景技术

目前，车用高强钢的使用是实现汽车轻量化和满足节能减排要求的最有效途径之一。然而，商业化汽车钢在满足高强度时牺牲了塑性及成型性能，基于新合金和新工艺的高性能钢则很难适应现有生产工艺及装备。因此，开发具有更高塑性和成型性能，同时合金成本低廉、工业友好的新型先进高强钢势在必行。

迄今为止，先进高强钢(Advanced High Strength Steel，AHSS)已经发展到了第三代，主要包括中锰钢(Medium Mn，MM)以及淬火配分钢(Quenching and partitioning，QP)等。QP钢有良好的强塑性匹配，其核心是利用残余奥氏体发生TRIP效应达到增强增塑的目的，是第三代先进高强钢的代表性钢种。但是现有QP钢的强塑积通常在20GPa·％左右，有限的塑性和成型性能难以满足复杂汽车结构件冷成型的要求，大大限制了其推广和应用。中锰钢(Medium Mn)与QP钢同为第三代先进高强钢，其核心是利用锰元素稳定更多的残余奥氏体，可以获得优异的塑性和强度匹配，通常强塑积可以达到30GPa·％。但其锰含量较高，给现有生产工艺(冶炼、连铸、轧制和退火)以及使用性能(表面质量、焊接)等带来很多瓶颈问题，至今难以实现规模化生产和应用。

从目前实际应用情况来看，大多数高强钢(≥980MPa)的延展性不足，导致其难以满足复杂零部件的成型要求，因此各大企业和许多知名研发机构纷纷提出了改善高强钢延展性的计划。但是，拥有新技术手段和新成分体系的高强钢制备复杂，成本和能耗普遍较高，难以满足现有工业设备。因此基于低合金成分体系开发高强度(≥980MPa)、超高延伸率(≥30％)和强塑积(≥30GPa·％)的新钢种，具有十分重要的应用价值及广阔的市场前景。

公开号为CN106636925A的中国专利申请公开了一种高强塑积冷轧TRIP钢及其制备方法。工艺上，通过在高温A_C3以上温度，约1050～1250℃进行完全奥氏体化的预淬火工艺制备冷轧初始基体，得到的组织在退火前全部为马氏体。然而在实际工业生产过程中，出于对连退生产线加热能力以及对节能降耗和工业生产稳定性等考虑，选择高温完全奥氏体化退火的可行性较低。性能上，热处理后所得高强塑积钢虽然满足了高延伸率，但抗拉强度较低≤977MPa，不能满足高强度的要求，并且不能控制钢板的屈强比。成分上，其化学成分中含有较高Al元素，Al含量为1.6～2.5wt％，而Al含量高于1％时将导致连铸过程中出水口堵塞等问题，增加冶炼难度，不利于工业生产。

公开号为CN109182923A的中国专利申请公开了一种低碳微合金化高强塑积冷轧TRIP980钢的热处理方法，与CN106636925A专利的基本原理类似，其热处理需要在900℃的高温下进行完全奥氏体化预淬火工序，随后依靠全部是马氏体板条的初始组织对奥氏体形态进行调控，从而改善TRIP钢的力学性能。此外，该专利申请依赖Nb、Ti等微合金元素的析出强化作用，得到了强塑积＜30GPa·％的TRIP980钢。