本發(fā)明專利技術(shù)屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高低碳硅錳系冷軋相變誘發(fā)塑性鋼強塑性的方法。本發(fā)明專利技術(shù)選取低碳硅錳系冷軋相變誘發(fā)塑性鋼，經(jīng)過冶煉和鍛造制成板坯，加熱至1100～1250℃保溫，進行粗軋和精軋后將熱軋板空冷至600～750℃的溫度下卷取，然后酸洗得到冷軋用鋼板；采用≥80%的壓下量進行冷軋；將冷軋鋼板以至少80℃/s的加熱速率加熱到(Ac3－40℃)～(Ac3＋30℃)，退火處理5～15s，然后以40～80℃/s的速率冷卻到貝氏體區(qū)380～450℃，等溫處理10～50s，最后冷卻至室溫。采用本發(fā)明專利技術(shù)制備方法能夠獲得高強塑性的冷軋相變誘發(fā)塑性鋼板，在不損失其塑性的同時顯著提高低碳硅錳系冷軋相變誘發(fā)塑性鋼的強度。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于軋鋼
，特別涉及。
技術(shù)介紹
近幾年，氣候變化、能源短缺等問題對現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及人們的日常生活產(chǎn)生著日益嚴(yán)重的影響。節(jié)能減排、低碳環(huán)保已經(jīng)是當(dāng)今各國工業(yè)發(fā)展所亟待解決的問題。作為現(xiàn)代工業(yè)的標(biāo)志與象征的汽車工業(yè)既是拉動國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，也是高消耗、高排放，造成環(huán)境污染的重點行業(yè)，其所產(chǎn)生的一系列環(huán)境負(fù)面影響構(gòu)成了對汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)。安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保是人們對現(xiàn)代汽車提出的新要求。研究表明:在其它條件不變的情況下，汽車質(zhì)量每減 輕10%，則油耗可下降8 10%。因此，在保證整車性能的前提下實現(xiàn)輕量化，已成為各汽車企業(yè)研發(fā)新產(chǎn)品的目標(biāo)，而實現(xiàn)輕量化的主要手段是對結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化和新材料、新工藝的應(yīng)用。采用高強度鋼板是汽車業(yè)和鋼鐵界為應(yīng)對這種趨勢所采取的主要措施。其中相變誘發(fā)塑性鋼不但具有高的強度，而且還具有高的斷后延伸率，它的研制成功為解決強度和塑性的矛盾提供了方向，因此成為近年來汽車用鋼板的一大熱點。然而在進一步提高相變誘發(fā)塑性鋼的強度的研究中，將C含量增加到0.4%左右，可使相變誘發(fā)塑性鋼的強度達到IOOOMPa以上，如此高的C含量會嚴(yán)重影響焊接性能，以及使熱軋變得困難；采用在最終組織中產(chǎn)生少量M，可提高強度，但損失了韌性和成型性；依靠添加合金元素(如Nb、V、Ti等)可以顯著提高相變誘發(fā)塑性鋼的綜合力學(xué)性能，但這又會增加材料的制備成本。CN102766804A公開了一種高強度高塑性的中碳含釩的硅錳鋼及其制備方法，屬特殊鋼制備工藝
此專利技術(shù)針對的鋼的組成及其重量百分含量為:C0.35 0.55%，Sil.00 1.80%, Mnl.20 1.80%, A10.40 1.00%, V0.15 0.25%, Fe 余量，可使中碳的含釩、硅錳鋼的強塑積達到30000MPa%以上。但是對于如何得到高強度高塑性的碳含量(0.3%的低碳鋼系列制備工藝技術(shù)并未提及。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對在進一步提高相變誘發(fā)塑性鋼強度的研究中存在的諸多問題，本專利技術(shù)提供，目的是在現(xiàn)有低成本化學(xué)成分設(shè)計的基礎(chǔ)之上，采用本專利技術(shù)的新工藝，使其在不損失塑性的同時顯著提高低碳硅錳系冷軋相變誘發(fā)塑性鋼的強度，這將為進一步提高冷軋相變誘發(fā)塑性鋼綜合性能及發(fā)展高強冷軋相變誘發(fā)塑性鋼的生產(chǎn)工藝提供新思路。本專利技術(shù)所選用的鋼材原料的化學(xué)組成按質(zhì)量百分比為C:0.10% 0.25%，Si:1.0% 2.0%, Mn:1.0% 2.0%, Nb ( 0.10%, Ti ( 0.10%, P 彡 0.03%, S 彡 0.02%，余量為Fe。本專利技術(shù)提供一種低碳硅錳系冷軋相變誘發(fā)塑性鋼，其特征在于，組織中多邊形鐵素體平均晶粒尺寸為< 4 μ m，殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)> 8.5%，殘余奧氏體形態(tài)包括塊狀結(jié)構(gòu)以及存在于貝氏體鐵素體板條間的片層狀結(jié)構(gòu)；其化學(xué)組成按質(zhì)量百分比為C:0.10% 0.25%, S1: 1.0% 2.0%, Mn: 1.0% 2.0%, Nb ( 0.10%, Ti ( 0.10%, P 彡 0.03%, S 彡 0.02%,余量為Fe。優(yōu)選的，殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)8.5 20%。實現(xiàn)本專利技術(shù)的技術(shù)方案按照以下步驟進行:(I)選取低碳硅錳系冷軋相變誘發(fā)塑性鋼，經(jīng)冶煉和鍛造制成板坯，加熱至1100 1250°C保溫，進行粗軋和精軋后將熱軋板空冷至600 750°C的溫度下卷?。?2)卷取后酸洗所述熱軋鋼坯，以去除氧化物，得到冷軋用鋼板；(3)將冷軋用鋼板采用> 80%的壓下量進行冷軋，以利于在變形期內(nèi)顯著增加位錯密度，貯存更多的畸變能；(4)將冷軋后的鋼板以至少80°C /s的加熱速率加熱到(Ae3 - 400C ) (Ae3 +30°C )，退火處理5 15s，然后以40 80°C /s的速率冷卻到貝氏體區(qū)380 450°C，等溫處理10 50s,最后冷卻至室溫。所述的Ari為鐵素體相變開始溫度，所述的Ael為退火加熱過程中鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變開始溫度，Ae3為退火加熱過程中鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度。由于鋼的成分不同(如碳含量、硅含量等的變化 )、工藝參數(shù)變化(如加熱速率)，Aca、Ae3都會隨之發(fā)生變化。本專利技術(shù)所采用的鋼由熱膨脹曲線測得其、和&3。而化學(xué)成分、軋制工藝參數(shù)等對Ari有著顯著影響。優(yōu)選的，步驟I)所述的板坯為，經(jīng)冶煉和鍛造制成50 80mm厚的板坯；更優(yōu)選的，步驟I)所述的板坯為，經(jīng)冶煉和鍛造制成60 70mm厚的板坯。優(yōu)選的，步驟I)所述的保溫，保溫時間為I 2h。優(yōu)選的，步驟I)所述的所述粗軋過程為3 5道次，粗軋開軋溫度為1000 1100°C，獲得厚度為20 25mm的中間坯。步驟I)所述的精軋為:將中間坯進行精軋，精軋過程為4 6道次，精軋開軋溫度為950 1000°C，精軋終軋溫度為835 885°C，精軋后熱軋板的厚度為6 7mm。優(yōu)選的，步驟I)所述的所述粗軋過程為4道次，精軋過程為5道次。優(yōu)選的，步驟2)所述的酸洗為使用硫酸或鹽酸洗去鋼材表面上的氧化鐵皮(FeO、Fe3O4、Fe2O3)，使用的酸的濃度及使用方法均可采用現(xiàn)有技術(shù)。優(yōu)選的，步驟3)所述的壓下量為80.0 88.0%。優(yōu)選的，步驟4)所述的加熱速率為80 180°C /s,貝氏體等溫溫度為380 430。。。本專利技術(shù)技術(shù)方案制備得到的相變誘發(fā)塑性鋼，經(jīng)測定，組織中多邊形鐵素體平均晶粒尺寸為<4μπι，殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)>8.5%，殘余奧氏體形態(tài)不僅僅局限于塊狀結(jié)構(gòu)，而且在貝氏體鐵素體板條間能觀察到大量的片層狀殘余奧氏體。本專利技術(shù)的特點和有益效果是:采用本專利技術(shù)的制備方法能夠獲得高強塑性的冷軋相變誘發(fā)塑性鋼板，在不損失其塑性的同時顯著提高低碳硅錳系冷軋相變誘發(fā)塑性鋼的強度。本專利技術(shù)的原理是:首先，增加冷軋壓下量(> 80%)，這將直接影響相變誘發(fā)塑性鋼在連續(xù)退火加熱過程中奧氏體再結(jié)晶晶粒的大小。冷軋過程中存在一個臨界變形量，當(dāng)冷軋壓下量達到此變形量，可使鋼板獲得粗大的再結(jié)晶晶粒；大于此變形量，則隨著變形程度的增加，其退火晶粒越小；反之，低于此臨界變形量，則幾乎無再結(jié)晶現(xiàn)象，即鋼板在退火后仍保持其原始晶粒。增大冷軋變形量所具有的細化晶粒的現(xiàn)象，簡單地講，就是由于大量的變形所造成鋼板組織的破碎，使再結(jié)晶時產(chǎn)生的均勻分布的晶核所引起的。而再結(jié)晶奧氏體晶粒的細化直接細化了退火相變誘發(fā)塑性鋼板的晶粒組織，此外殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)增多(> 8.5%)，從而致使強度和塑性同步增加。其次，在其設(shè)備能力允許條件下，增加退火過程中的加熱速率。快速加熱使連續(xù)退火加熱過程中的再結(jié)晶開始溫度升高，再結(jié)晶溫度范圍擴大，而最終再結(jié)晶晶粒尺寸減小。再結(jié)晶晶粒尺寸的減小受形核率和長大率的控制，快速加熱時，在形核初期沒有足夠的時間發(fā)生回復(fù)，因而再結(jié)晶前回復(fù)所消耗的形變儲能相對于加熱速率較低時來說很少，同時再結(jié)晶溫度被推遲到相對高的溫度，這也是退火溫度參數(shù)制定為(Ae3 - 400C ) (Ae3 +30°C )，相對于傳統(tǒng)退火溫度要高的緣故?？焖偌訜釙r因為要在有限的時間內(nèi)要求達到可觀的形核量，所以在較高的再結(jié)晶溫度下增加了形核率，結(jié)果使得晶粒尺寸更為細小，而細化晶粒是惟一既能提高強度，同本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種低碳硅錳系冷軋相變誘發(fā)塑性鋼，其特征在于，組織中多邊形鐵素體平均晶粒尺寸為≤4μm，殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)≥8.5%，殘余奧氏體形態(tài)包括塊狀結(jié)構(gòu)以及存在于貝氏體鐵素體板條間的片層狀結(jié)構(gòu)；其化學(xué)組成按質(zhì)量百分比為C：0.10%～0.25%，Si：1.0%～2.0%，Mn：1.0%～2.0%，Nb≤0.10%，Ti≤0.10%，P≤0.03%，S≤0.02%，余量為Fe。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯曉英，王業(yè)勤，許榮昌，
申請(專利權(quán))人：萊蕪鋼鐵集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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