[发明专利]一种1.1GPa级片层相间的马氏体-铁素体双相钢及其制备方法

说明书

一种1.1GPa级片层相间的马氏体‑铁素体双相钢及其制备方法，属于金属材料领域。该双相钢的化学成分及其合金元素质量百分比(wt.％)含量为C：0.10～0.20、Mn：1.75～1.85、Si：1.10～1.35、Al：0.30～0.45、Ti：0.01～0.02、V：0.10～0.30、S≤0.008、P≤0.015，余量为Fe和其他不可避免的杂质；制备方法采用实验室真空炉冶炼，奥氏体区轧制工艺进行轧制，轧后直接水淬冷却到室温，然后将淬火样品再加热到Ac1～Ac3之间某一温度，保温2‑3min，直接水淬到室温，该热处理工艺重复操作两次或以上，均可得到一种抗拉强度在1.1GPa级别纤维状片层相间的马氏体‑铁素体双相钢，且具有≤0.55的低屈强比，≥23％的高延伸率。

技术领域

本发明涉及双相钢的生产及制备领域，具体涉及到一种1.1GPa级片层相间的马氏体-铁素体双相钢及其制备方法。

背景技术

随着“3060”双碳战略的提出，通过提高汽车结构用钢的强度实现汽车轻量化，是节能减排最有效的手段之一，1GPa及以上级别的低合金高强双相钢作为汽车结构用钢的未来发展方向。

提高钢板的强度的基础上，进一步提升延伸率，降低其屈强比是获得优异的成型性能和良好吸收碰撞能量的保障。研究表明在马氏体-铁素体双相钢中，其强度和塑性不仅和晶粒尺度、马氏体/铁素体的分布以及软硬相所占的比重有关，马氏体/铁素体的形貌及分布的均匀性对材料的力学性能影响也较为明显。因此通过对双相钢的微观组织形貌及其分布进行调控，是改善该材料的一种较为便捷的途径。

目前对双相钢性能提升方法还主要以改善组织尺度及软硬相的比例为主，专利CN110724876 A和专利CN 110331326 A通过轧后在不同温度分阶段冷却的方式来控制F和M比例，发明了1100MPa和1000MPa级热轧M和F双相钢，但是该方法得到的产品屈强比在0.6以上，延伸率基本维持在18％以下，且该工艺对温度的控制也是难以稳定实现；而专利CN107058869 A，公开发表了“一种超低屈强比980MPa级冷轧双相钢及其制造方法”，该发明得到屈强比小于0.6的双相钢，但是其断后延伸率均在16％以下；专利CN 109852884 A，公开发表了“一种具有低屈强比和高成形性的冷轧双相钢及生产方法”，虽然屈强比很低和断后延伸率在较高水平，但是强度较低，无法满足目前对材料高强度的要求；同时专利CN105420605 A,公开发表了“一种超低屈强比冷轧双相钢及其制造方法”也是强度较低；专利CN 101768695 A，公开发表了“1000MPa级Ti微合金化超细晶冷轧双相钢及其制备工艺”在强度上得达到GPa级别，但是延伸率均并没有明显提升。

在诸多双相组织及性能调控的基础之上，本发明为了在现有高强度的基础上，进一步提高延伸率、降低屈强比，通过创新的成分设计，开发了不完全奥氏体化加热的临界淬火热处理工艺，发明了一种1.1GPa级片层相间的马氏体-铁素体双相钢及其制备方法。

发明内容

本发明通过对马氏体-铁素体双相钢中马氏体和铁素体组织形貌及分布的控制，发明了一种由纤维状马氏体和铁素体交替排列构成的一种片层相间的马氏体/铁素体双相钢。该双相钢抗拉强度可达1.1GPa，断后延伸率≥23％，屈强比＜0.55，保证高强度的同时具备优异的延伸率。该发明很好的解决双相钢强塑性匹配的问题。

一种1.1GPa级片层相间的马氏体-铁素体双相钢，其特征在于双相钢的化学成分为C：0.10～0.20、Mn：1.75～1.85、Si：1.10～1.35、Al：0.30～0.45、V：0.10～0.30、Ti：0.01-0.02、S≤0.008、P≤0.015，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

进一步地，所述的1.1GPa级片层相间的马氏体-铁素体双相钢，屈强比≤0.55、抗拉强度≥1.1GPa、断后延伸率≥23％。

进一步地，所述的1.1GPa级片层相间的马氏体-铁素体双相钢，其室温组织为一种由纤维状马氏体和铁素体交替叠加而成的片层相间的双相钢。