[发明专利]一种强塑积51GPa%级含铝冷轧中锰钢热处理方法

说明书

本发明涉及一种强塑积51GPa%级含铝冷轧中锰钢热处理方法。具体热处理方法是含铝中锰钢在冷轧（CR）工艺的基础上，将其在A_C1和A_C3温度区间进行多次的短时循环退火预处理；再进行680℃退火保温10min；然后迅速转移至盐浴炉中，淬火温度为150℃、时间为90s，完成配分；最后，水淬（WQ）至室温。其中，每个短时循环退火预处理过程为：680℃退火，保温10min，然后水淬至室温；最终得到的中锰钢抗拉强度≥1300MPa，延伸率≥41.52%，强塑积≥51.07GPa%，兼具高强度和高塑性，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及先进高强度钢制备技术领域，特别涉及一种强塑积51GPa%级含铝冷轧中锰钢热处理方法。

背景技术

随着科技与经济的发展，在全球节能与环保的大势所趋下，汽车材料的应用和发展始终围绕着“绿色、低碳、轻量化”这一大方向进行，汽车轻量化已经成为当前汽车工业发展的重要趋势。当前，第三代先进汽车用钢的性能指标已在研发中，相比于第一代和第二代先进高强钢，以中锰钢为代表的第三代先进高强钢，因其合金化成本低并且具有高强度和良好的成形性而受到广泛研究，为更好的满足汽车安全件的吸收能和防碰撞变形能力，高强度、高延伸率、性能稳定的高强塑积先进高强钢成为第三代先进高强钢的追求目标。

2003年Speer等在传统马氏体及贝氏体相变理论的基础上，提出QP工艺，生产出具有TRIP效应的高强塑性QP钢。典型QP钢生产是将钢板加热至A_C3温度以上完全奥氏体化，然后快速冷却至M_S与M_f间温度进行碳配分保温一段时间，使C元素从富碳马氏体扩散到奥氏体中，实现部分奥氏体富碳而稳定性提高，进而可使其保留至室温，最后进行二次淬火至室温，获得马氏体与大量残留奥氏体组织。但是，在现有的热处理工艺中，单纯的QP处理已经不能满足当今社会对汽车钢高强度和高塑性的需要，传统经过QP处理的中锰钢虽然也具有优异的力学性能，但强度和塑性匹配依然不够理想，成形性有待进一步提高。因此，广大专家学者在QP热处理工艺的基础上提出了Q-P-T工艺（淬火-碳配分-回火）、HS-QP工艺（热冲压成形工艺与QP工艺的结合工艺）、QT-P工艺（淬火-回火-配分）、DIQPB工艺（两相区形变保温-淬火-配分-贝氏体等温）、D-QP工艺（形变诱导铁素体相变-淬火-配分）等热处理工艺。

发明内容

在QP热处理工艺之前，通过设计新颖的预处理工艺，增加预处理工艺，最终形成一套完整的热处理方法。从而最大化提升中锰钢的塑韧性，获得具有高强度、高伸长率，高强塑积、综合性能显著提升的中锰钢，是本发明研究的重点。

本发明设计了一种强塑积51GPa%级含铝冷轧中锰钢热处理方法，其中，利用的含铝冷轧中锰钢化学元素质量百分比为C：0.15%，Mn：7.69%，Si：1.45%，Al：2.76%，Cu：0.51%，Mo：0.2%，Cr：0.35%，Nb：0.11%，Sc：0.05%，B：0.001%，Ni：0.027%，余量为Fe和不可避免的杂质。

将含有以上元素配比的含铝冷轧中锰钢进行以下热处理步骤：

（1）将所述的含铝冷轧中锰钢在A_C1到A_C3温度区间内的特定温度进行多次的短时循环退火预处理，其中，每个短时循环退火预处理为：680℃退火，保温10min，然后水淬（WQ）至室温；

（2）将经过循环退火预处理的含铝冷轧中锰钢放置于马弗炉中，马弗炉的温度为此含铝冷轧中锰钢的临界双相区温度A_C1（650℃~680℃）以上，保温时间10min;

（3）将临界退火保温完成后的含铝冷轧中锰钢迅速转移至盐浴炉中淬火，盐浴炉温度为临界马氏体开始转变温度Ms（80℃~100℃）以上，并控制时间为90s；

（4）最后水淬至室温。