CN101338397A - 抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法 - Google Patents

抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101338397A
CN101338397A CNA2008100126983A CN200810012698A CN101338397A CN 101338397 A CN101338397 A CN 101338397A CN A2008100126983 A CNA2008100126983 A CN A2008100126983A CN 200810012698 A CN200810012698 A CN 200810012698A CN 101338397 A CN101338397 A CN 101338397A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ferrite
phase steel
dual phase
martensite
tensile strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100126983A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101338397B (zh
Inventor
杜林秀
姚圣杰
刘相华
王国栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN2008100126983A priority Critical patent/CN101338397B/zh
Publication of CN101338397A publication Critical patent/CN101338397A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101338397B publication Critical patent/CN101338397B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法，其特征在于该铁素体/马氏体双相钢的化学组成成分按重量百分比为含C 0.10～0.20％，Si 0.1～1.5％，Mn 1.0～2.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb 0.02～0.05％，余量为Fe；或按重量百分比为含C 0.10～0.20％，Si 0.1～1.5％，Mn 1.0～2.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb 0.02～0.05％，V 0.05～0.07％，Ti 0.02～0.05％，余量为Fe。制备方法为：按低碳钢经冶炼，浇铸成上述成分的铸坯；然后轧制成热轧板坯；再将空冷后的热轧板轧制成温轧板坯；将温轧板坯制备成铁素体/马氏体双相钢。本发明的方法工序简单，可操作性较强，并且具有良好的工业应用前景。

Description

抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法。
背景技术
双相钢是在铁素体基体上分布不同种类和体积分数的硬相从而使其具有良好的强度和塑性组合，从而极大的促进了其应用的广泛性。现在工业领域已经可以实现抗拉强度达1000MPa级双相钢板的制备，且主要是利用控制轧制以及对后续冷却路径的有效控制实现。其中所涉及的强化方法主要是提高硬相比例和细晶强化。对于强度大于1000MPa级别的高强以及超高强双相钢现阶段的研发还很少，尤其是具有产业化前景的工艺方法更是少见。通常强度的提高往往是以牺牲塑性为代价，多数研究中涉及的高强钢虽然具有相当高的强度级别，个别强度甚至接近2000MPa级，但是其延伸率几乎为零，多数延伸率都在10％以下，使其应用的可能性大大折扣。
钢铁材料强度的升级必然能够有效的扩大其应用领域，当然这必须考虑塑性因素，只有两者存在良好的配比关系，才能从根本上实现材料升级换代的目标。在当今随着可持续发展观念日渐深入人心，也是处于节能和节约资源考虑，各国的材料研究工作者更倾向于利用细晶强化来提升材料的使用性能；而有关晶粒超细化的研究工作至今在国内外开展的工作已有很多，且涉及的方法也多种多样，归结起来主要有两大类：改进型TMCP，大塑性变形。对比来看改进型TMCP工艺的工业化前景似乎更为良好，但目前这方面的研究仍然较少。
发明内容
针对现有技术上的问题，本发明提供如下抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法。
本发明的抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的化学成分分为两种：
第一种低碳钢的化学组成成分按重量百分比为含C 0.10～0.20％，Si 0.1～1.5％，Mn1.0～2.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb 0.02～0.05％，余量为Fe；
第二种低碳钢的化学组成成分按重量百分比为含C 0.10～0.20％，Si 0.1～1.5％，Mn1.0～2.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb 0.02～0.05％，V 0.05～0.07％，Ti 0.02～0.05％，余量为Fe
本发明的抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢双相钢的制备方法为：
1、冶炼低碳钢，浇铸成铸坯，其成分为上述第一种低碳钢或第二种低碳钢。
2、将铸坯加热至1200℃保温2h后，轧制成热轧板坯，空冷至室温，使之具有铁素体/珠光体组织。
3、将空冷后的热轧板坯加热至500℃保温1～2h后，进行多道次轧制，累计压下量为80％～95％，获得温轧板坯。
4、将温轧板坯以≥10℃/s的速度加热至800～900℃，保温1～5s后，空冷至650～750℃，单道次轧制，压下量为30～60％，随即入水冷却，制备成铁素体/马氏体双相钢。
本发明主要利用低碳微合金钢为原料，充分利用了细晶强化(铁素体基体平均晶粒尺寸＜2μm)以及复相强化方式，且在组织中引入较多量的残余奥氏体组织，通过一种简便的TMCP工艺方式获得抗拉强度接近或达到1200MPa级的高强双相钢，所得双相钢心部马氏体体积分数高于板材表面马氏体体积分数，且基体铁素体的平均晶粒尺寸＜2μm；抗拉强度1200MPa，屈强比约为0.6且总延伸率在15％左右，具有良好的综合力学性能，从而在获得高强度的同时能够保证良好的塑性，显示了这一工艺方法的优越性。本发明的方法工序简单，可操作性较强，并且具有良好的工业应用前景。
附图说明：
图1为本发明的铁素体/马氏体双相钢的制备方法中的由热轧板坯到制备成铁素体/马氏体双相钢的操作流程示意图，图中Tε为保温温度，e为压下量，其中第一阶段是将具有铁素体/珠光体组织的热轧坯加热至500℃保温后温轧而获得温轧铁素体/珠光体特征组织；第二阶段则是将温轧后坯料快速升温至要求温度，经后续单道次热轧及冷却而得到最终样品。
图2为本发明抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的制备方法中的热轧板坯的铁素体/珠光体组织电镜扫描图。
图3为本发明抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的铁素体/马氏体组织扫描电镜(SEM)图，其中(a)钢板表面附近组织，(b)钢板心部组织。
图4为本发明抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的比例试样以应变速率2×10-3拉伸时的拉伸曲线图。
具体实施方式：
实施例1
在50Kg真空感应炉内冶炼低碳钢，然后浇铸成φ150mm×500mm的圆柱形铸坯，其化学组成成分按重量百分比为含C 0.12％，Si 0.13％，Mn1.30％，P 0.01％，S 0.007％，Nb 0.02％，余量为Fe；将铸坯置于高温电阻炉内，加热至1200℃保温2h后，在实验室φ450轧机上经4道次轧制成厚40mm的热轧板坯，空冷至室温，使之具有铁素体/珠光体组织。
图2为该热轧板坯的铁素体/珠光体组织电镜扫描图。
将热轧板坯加热至500℃保温1h后，在φ300轧机上经多道次轧制，累计压下量92％，获得板坯厚度为3.2mm的温轧板坯。
将温轧板坯以10℃/s的速度加热至900℃，保温5s，然后空冷至700℃，在实验室φ300轧机上单道次轧制，压下量为40％，随即入水冷却至室温，制备成铁素体/马氏体双相钢。
该铁素体/马氏体双相钢钢心部马氏体体积分数(VM)与铁素体体积分数(VF)比VM/VF＝2.0；表面附近VM/VF＝0.15；其中铁素体晶粒尺寸为1.5±0.3μm。该铁素体/马氏体双相钢钢板抗拉强度为1190MPa，屈强比约为0.58，总延伸率17％。
实施例2
在50Kg真空感应炉内冶炼低碳钢，然后浇铸成φ150mm×500mm的圆柱形铸坯，其化学组成成分按重量百分比为含C 0.16％，Si 1.38％，Mn1.80％，P 0.008％，S 0.006％，Nb 0.05％，V 0.06％，Ti 0.03％，余量为Fe；将铸坯置于高温电阻炉内，加热至1200℃保温2h后，在实验室φ450轧机上经8道次轧制成厚40mm的热轧板坯，空冷至室温，使之具有铁素体/珠光体组织。
将热轧板坯加热至500℃保温1.5h后，在φ300轧机上经多道次轧制，累计压下量93％，获得板坯厚度为2.8mm的温轧板坯。
将温轧板坯以15℃/s的速度加热至850℃，保温2s，然后空冷至700℃，在实验室φ300轧机上单道次轧制，压下量为40％，随即入水冷却至室温，制备成铁素体/马氏体双相钢。
该铁素体/马氏体双相钢钢心部马氏体体积分数(VM)与铁素体体积分数(VF)比VM/VF＝2.5；表面附近VM/VF＝0.25；其中铁素体晶粒尺寸为1.0±0.5μm。该铁素体/马氏体双相钢钢板抗拉强度为1200MPa，屈强比约为0.59，总延伸率14.88％。
图3为该铁素体/马氏体双相钢板材表面以及心部组织的扫描电镜(SEM)图。
图4为该铁素体/马氏体双相钢板材的比例试样以应变速率2×10-3拉伸时的应力-应变曲线图。
实施例3
在50Kg真空感应炉内冶炼低碳钢，然后浇铸成φ150mm×500mm的圆柱形铸坯，其化学组成成分按重量百分比为含C 0.16％，Si 1.38％，Mn1.80％，P 0.008％，S 0.006％，Nb 0.05％，V 0.06％，Ti 0.03％，余量为Fe；将铸坯置于高温电阻炉内，加热至1200℃保温2h后，在实验室φ450轧机上经8道次轧制成厚30mm的热轧板坯，空冷至室温，使之具有铁素体/珠光体组织。
将热轧板坯加热至500℃保温2h后，在φ300轧机上经多道次轧制，累计压下量90％，获得板坯厚度为3mm的温轧板坯。
将温轧板坯以15℃/s的速度加热至850℃，保温3s，然后空冷至700℃，在实验室φ300轧机上单道次轧制，压下量为40％，随即入水冷却至室温，制备成铁素体/马氏体双相钢。
该铁素体/马氏体双相钢钢心部马氏体体积分数(VM)与铁素体体积分数(VF)比VM/VF＝2.0；表面附近VM/VF＝0.2；其中铁素体晶粒尺寸为1.4±0.2μm。该铁素体/马氏体双相钢钢板抗拉强度为1200MPa，屈强比约为0.61，总延伸率大于15.2％。
实施例4
在50Kg真空感应炉内冶炼低碳钢，然后浇铸成φ150mm×500mm的圆柱形铸坯，其化学组成成分按重量百分比为含C 0.12％，Si 0.13％，Mn1.30％，P 0.01％，S 0.007％，Nb 0.02％，余量为Fe；将铸坯置于高温电阻炉内，加热至1200℃保温2h后，在实验室φ450轧机上经8道次轧制成厚40mm的热轧板坯，空冷至室温，使之具有铁素体/珠光体组织。
将热轧板坯加热至500℃保温1h后，在φ300轧机上经多道次轧制，累计压下量80％，获得板坯厚度为8mm的温轧板坯。
将温轧板坯以20℃/s的速度加热至850℃，保温1s，然后空冷至650℃，在实验室φ300轧机上单道次轧制，压下量为60％，随即入水冷却至室温，制备成铁素体/马氏体双相钢。
该铁素体/马氏体双相钢钢心部马氏体体积分数(VM)与铁素体体积分数(VF)比VM/VF＝1.5；表面附近VM/VF＝0.12；其中铁素体晶粒尺寸为1.2±0.3μm。该铁素体/马氏体双相钢钢板抗拉强度为1195MPa，屈强比约为0.65，总延伸率18.92％。
实施例5
在50Kg真空感应炉内冶炼低碳钢，然后浇铸成φ150mm×500mm的圆柱形铸坯，其化学组成成分按重量百分比为含C 0.12％，Si 0.13％，Mn1.30％，P 0.01％，S 0.007％，Nb 0.02％，余量为Fe；将铸坯置于高温电阻炉内，加热至1200℃保温2h后，在实验室φ450轧机上经8道次轧制成厚40mm的热轧板坯，空冷至室温，使之具有铁素体/珠光体组织。
将热轧板坯加热至500℃保温1.5h后，在φ300轧机上经多道次轧制，累计压下量95％，获得板坯厚度为2mm的温轧板坯。
将温轧板坯以15℃/s的速度加热至850℃，保温3s，然后空冷至750℃，在实验室φ300轧机上单道次轧制，压下量为30％，随即入水冷却至室温，制备成铁素体/马氏体双相钢。
该铁素体/马氏体双相钢钢心部马氏体体积分数(VM)与铁素体体积分数(VF)比VM/VF＝2.0；表面附近VM/VF＝0.22；其中铁素体晶粒尺寸为1.4±0.3μm。该铁素体/马氏体双相钢钢板抗拉强度为1190MPa，屈强比约为0.62，总延伸率17.44％。
实施例6
在50Kg真空感应炉内冶炼低碳钢，然后浇铸成φ150mm×500mm的圆柱形铸坯，其化学组成成分按重量百分比为含C 0.16％，Si 1.38％，Mn1.80％，P 0.008％，S 0.006％，Nb 0.05％，V 0.06％，Ti 0.03％，余量为Fe；将铸坯置于高温电阻炉内，加热至1200℃保温2h后，在实验室φ450轧机上经8道次轧制成厚40mm的热轧板坯，空冷至室温，使之具有铁素体/珠光体组织。
将热轧板坯加热至500℃保温2h后，在φ300轧机上经多道次轧制，累计压下量85％，获得板坯厚度为6mm的温轧板坯。
将温轧板坯以20℃/s的速度加热至800℃，保温4s，然后空冷至750℃，在实验室φ300轧机上单道次轧制，压下量为50％，随即入水冷却至室温，制备成铁素体/马氏体双相钢。
该铁素体/马氏体双相钢钢心部马氏体体积分数(VM)与铁素体体积分数(VF)比VM/VF＝1.5；表面附近VM/VF＝0.18；其中铁素体晶粒尺寸为1.2±0.5μm。该铁素体/马氏体双相钢钢板抗拉强度为1195MPa，屈强比约为0.59，总延伸率16.17％。

Claims (7)

1、一种抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢，其特征在于该铁素体/马氏体双相钢的化学组成成分按重量百分比为含C 0.10～0.20％，Si 0.1～1.5％，Mn 1.0～2.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb 0.02～0.05％，余量为Fe。
2、一种抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢，其特征在于该铁素体/马氏体双相钢的化学组成成分按重量百分比为含C 0.10～0.20％，Si 0.1～1.5％，Mn 1.0～2.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb 0.02～0.05％，V 0.05～0.07％，Ti 0.02～0.05％，余量为Fe。
3、根据权利要求1或2所述的一种抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢，其特征在于所述的铁素体/马氏体双相钢板材心部马氏体体积分数高于其表面马氏体体积分数，且铁素体基体的平均晶粒尺寸＜2μm。
4、根据权利要求1或2所述的一种抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢，其特征在于所述的铁素体/马氏体双相钢板材抗拉强度在1190Mpa以上，屈强比在0.58～0.65，总延伸率在14.88％以上。
5、一种抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的制备方法，其特征在于：冶炼低碳钢，浇铸成铸坯，其化学组成成分为权利要求1或2所述的成分；然后将铸坯轧制成热轧板坯，空冷至室温；将空冷后的热轧板坯加热至500℃保温1～2h后，进行多道次轧制，累计压下量为80～95％，获得温轧板坯；将温轧板坯加热至800～900℃，然后空冷至650～750℃，单道次轧制，压下量为30～60％，随即入水冷却，制备成高抗拉强度的铁素体/马氏体双相钢。
6、根据权利要求5所述的一种抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的制备方法，其特征在于热轧板坯是将铸坯加热至1200℃，保温2h后热轧而成，且具有铁素体/珠光体组织。
7、根据权利要求5所述的一种抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢的制备方法，其特征在于将温轧板坯以≥10℃/s的速度加热至800～900℃，保温1～5s后进行空冷。
CN2008100126983A 2008-08-07 2008-08-07 抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法 Expired - Fee Related CN101338397B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100126983A CN101338397B (zh) 2008-08-07 2008-08-07 抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100126983A CN101338397B (zh) 2008-08-07 2008-08-07 抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101338397A true CN101338397A (zh) 2009-01-07
CN101338397B CN101338397B (zh) 2010-12-15

Family

ID=40212567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100126983A Expired - Fee Related CN101338397B (zh) 2008-08-07 2008-08-07 抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101338397B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102304611A (zh) * 2011-08-31 2012-01-04 东北大学 一种基于轧制变形和快速相变的板带钢材的生产方法
CN103103439A (zh) * 2013-01-23 2013-05-15 马鞍山钢铁股份有限公司 一种双相钢及其生产方法
CN103589954A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 东北大学 一种一钢多级的热轧钢板及其制造方法
CN104404367A (zh) * 2014-12-10 2015-03-11 东北大学 一种高强度高塑性冷轧低碳钢及其制备方法
CN105838997A (zh) * 2016-05-17 2016-08-10 武汉钢铁股份有限公司 Si-Mn系780MPa级热轧双相钢及其生产方法
CN106399820A (zh) * 2016-06-21 2017-02-15 宝山钢铁股份有限公司 一种980MPa级热轧高扩孔双相钢及其制造方法
CN109161797A (zh) * 2018-09-06 2019-01-08 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种轻量化耐疲劳热轧双相车轮钢及其生产方法
CN115522131A (zh) * 2022-10-13 2022-12-27 武汉科技大学 一种1000MPa级热轧双相钢及其制备方法和应用

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102304611A (zh) * 2011-08-31 2012-01-04 东北大学 一种基于轧制变形和快速相变的板带钢材的生产方法
CN102304611B (zh) * 2011-08-31 2013-06-05 东北大学 一种基于轧制变形和快速相变的板带钢材的生产方法
CN103103439A (zh) * 2013-01-23 2013-05-15 马鞍山钢铁股份有限公司 一种双相钢及其生产方法
CN103589954A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 东北大学 一种一钢多级的热轧钢板及其制造方法
CN103589954B (zh) * 2013-11-29 2015-07-15 东北大学 一种一钢多级的热轧钢板及其制造方法
CN104404367A (zh) * 2014-12-10 2015-03-11 东北大学 一种高强度高塑性冷轧低碳钢及其制备方法
CN105838997A (zh) * 2016-05-17 2016-08-10 武汉钢铁股份有限公司 Si-Mn系780MPa级热轧双相钢及其生产方法
CN106399820A (zh) * 2016-06-21 2017-02-15 宝山钢铁股份有限公司 一种980MPa级热轧高扩孔双相钢及其制造方法
CN109161797A (zh) * 2018-09-06 2019-01-08 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种轻量化耐疲劳热轧双相车轮钢及其生产方法
CN115522131A (zh) * 2022-10-13 2022-12-27 武汉科技大学 一种1000MPa级热轧双相钢及其制备方法和应用
CN115522131B (zh) * 2022-10-13 2023-12-05 武汉科技大学 一种1000MPa级热轧双相钢及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN101338397B (zh) 2010-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101338397B (zh) 抗拉强度大于1000MPa的铁素体/马氏体双相钢及其制备方法
CN101613828B (zh) 屈服强度460MPa级低屈强比建筑用特厚钢板及制造方法
CN102061424B (zh) 超厚高层建筑用q390gjc-z35钢板及其生产方法
CN103898408B (zh) 一种700MPa级螺纹钢筋及其生产方法
CN101985725B (zh) 一种780MPa级低屈强比建筑用钢板及其制造方法
CN103627951B (zh) 高韧性含硼碳素结构钢板卷及其生产方法
Kang et al. Improvement of strength and toughness for hot rolled low-carbon bainitic steel via grain refinement and crystallographic texture
CN102345044A (zh) 一种高级别高层建筑用q420gje-z35钢板及其生产方法
CN103981446B (zh) 一种贝氏体型700MPa级螺纹钢筋及其生产方法
CN102011047A (zh) 一种低成本、高性能压力容器用钢板的生产方法
CN101693981B (zh) 高强度高韧性纳米结构低合金高碳钢的制备方法
CN101363099A (zh) 一种抗拉强度1000MPa级冷轧双相钢板及制备方法
CN102345042A (zh) 一种高级别桥梁用q420qe钢板及其生产方法
CN101956134A (zh) 一种高强度、高塑性含铜高碳twip钢及其制备工艺
CN102080184A (zh) 250mm铸坯轧制75mmZ15系列钢板及其生产方法
CN106011681A (zh) 一种提高316ln奥氏体不锈钢力学性能的方法
CN101457329A (zh) 硼微合金化余热处理钢筋用钢
CN103938101A (zh) 一种钢板及其制备方法
CN101392350B (zh) 一种极低屈服点钢板及其制造方法
CN1924065A (zh) 700MPa级高韧性低屈服比厚钢板及其制造方法
CN102321852B (zh) 一种纳米结构无碳化物贝氏体中碳合金钢及制备方法
CN102409232A (zh) 低合金高强度结构钢q390c特厚板及其生产方法
CN102021293A (zh) 一种Q345q的减量化轧制方法
CN105039851A (zh) 钛合金化tam钢及其制造方法
CN104946973B (zh) 一种高强度、韧性、塑性的低碳中锰中厚板及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101215

Termination date: 20110807