CN103114240B - 一种低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢及其制备方法。属特种钢热处理加工技术领域。本发明的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢，其重量百分组成为：C0.2-0.25%，Si0.5-1.0%，Mn0.5-2.5%，Al0.1-0.5%，V0.05-0.5%，Ni0.1-0.5%，S0.005-0.009%，P0.005-0.007%，N0.0016-0.0020%，Fe余量。制备方法包括将具有上述组成的钢坯经冷轧，制成厚度为0.5-1.5mm的钢板；将该钢板经热处理，首先在700-850℃温度下等温保持2-10分钟，然后快速冷却至350-500℃，在该温度下继续等温保持2-10分钟；然后将其空冷至室温，即可得到低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢。经如此处理的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢具有良好的强塑性，其强塑积大于20000MPa%。其抗拉强度为920-1000MPa，延伸率为21-26%。
Description
技术领域
本发明涉及一种低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢及其制备方法，属特种钢热处理加工技术。
背景技术
随着当今世界能源、环境和安全问题的日益严重，人们对汽车舒适性、安全性、速度和环保提出了更高的要求，汽车轻量化成为汽车工业共同追求的目标。汽车一方面要提高自身安全性能，另一方面又要减轻自身重量，降低油耗，而解决这一矛盾的有效途径就是采用先进高强度钢。TRIP钢拥有独特的强韧化机制，即可以通过发生残余奥氏体向马氏体的相变来诱发塑性，相变产物马氏体又增强了材料强度，可使材料具有高的强韧性。因此，TRIP钢作为汽车用钢而备受关注。
为了进一步优化TRIP钢性能，增加碳含量使其强度提高不失为一种切实可行的方法。但是，碳含量的提高也即意味着碳当量的提高，对于材料的焊接性能而言是不利的。因此，在保持较低碳含量的同时，提高材料强度并保证TRIP效应的充分发挥是十分重要的。就目前的研究结果来看，通过碳化物的弥散析出及提高残余奥氏体的稳定性是提高TRIP钢性能的有效途径。
钒作为强碳化物形成元素，其在TRIP钢铁素体基体中的弥散析出可提高材料强度，同时碳化物的析出亦可细化晶粒，从而提高材料的强韧性。但是，要实现这些好的性能必须获得细小弥散析出的碳化物颗粒。此外，碳化物的析出又会夺取一部分碳，作为低碳TRIP而言，在析出碳化物的同时保证残余奥氏体的稳定性也是十分重要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特殊成分的低碳低镍含钒相变诱发塑性钢及其热处理加工方法。本发明的另一目的是通过复合添加钒和镍，结合合适的热处理工艺，得到良好强塑性的钢板。
本发明通过以下技术手段和措施来实现的：一种低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢，其重量百分组成为：C0.2-0.25%，Si0.5-1.0%，Mn0.5-2.5%，Al0.1-0.5%，V0.05-0.5%，Ni0.1-0.5%，S0.005-0.009%，P0.005-0.007%，N0.0016-0.0020%，Fe余量。
所述的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢，其重量百分组成选择为：C0.22%，Si0.9%，Mn1.6%，Al0.4%，V0.1%，Ni0.25%，S0.007%，P0.006%，N0.0018%，Fe余量。
所述的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢，其重量百分组成选择为：C0.24%，Si0.9%，Mn1.6%，Al0.4%，V0.1%，Ni0.10%，S0.007%，P0.006%，N0.0018%，Fe余量。
所述的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢的制备方法，包括如下步骤：
A、将所述组分的钢坯钢坯经冷轧，制成厚度为0.5-1.5mm的钢板；
B、首先在700-850℃温度下等温保持2-10分钟，然后快速冷却至350-500℃，在该温度下继续等温保持2-10分钟；
C、然后将其水冷至室温，即可得到低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢。
所述的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢的制备方法，步骤B所述制备方法优选为：首先在800℃温度下等温保持3分钟，然后快速冷却至400℃，在该温度下继续等温保持5分钟。
本发明的技术进步效果表现在：钢中加入的钒，一部分固溶在奥氏体中，有助于增加残余奥氏体量。此外，由于该钢板的成分中复合添加了钒、镍，镍的加入可一定程度上抑制碳的扩散，从而获得尺寸较为细小的碳化钒颗粒，从而实现碳化物的弥散析出。而镍作为奥氏体稳定化元素，对于残余奥氏体的稳定性提高十分有益。结合热处理工艺，可以获得强塑积值大于20000MPa%的低碳低镍含钒相变塑性钢。
经过热处理加工后，相变诱发塑性钢主要由铁素体、残余奥氏体和贝氏体组成，其中铁素体的相对量为20-60%（体积百分数，下同），残余奥氏体为5-20%。相变塑性钢的抗拉强度可以达到900MPa以上，拉断延伸率达到20%以上，两者的乘积达到20000MPa%以上。
具体实施方式
实施例1：
C 0.21-0.23%(0.22%) Si 0.8-1.0%(0.9%)
Mn 1.5-1.7%(1.6%) Al 0.35-0.45%(0.4%)
V 0.08-0.12%(0.1%) Ni 0.23-0.27%(0.25%)
S 0.005-0.009%(0.007%) P 0.005-0.007%(0.006%)
N 0.0016-0.0020%(0.0018%) Fe 余量
其中工艺过程和步骤如下：
将具有上述组成的钢坯经冷轧，制成厚度为1.5mm的钢板；将该钢板经热处理，首先在800℃温度下等温保持3分钟，然后快速冷却至400℃，在该温度下继续等温保持5分钟；然后将其空冷至室温，即可得到低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢。
经仪器检测，经热处理后的钢板的显微组织相对量（体积百分比）为：铁素体43%，残余奥氏体18%，贝氏体余量。
经过仪器测试，经热处理后的钢板其各项力学性能值如下：
实施例2：
C 0.21-0.23%(0.22%) Si 0.8-1.0%(0.9%)
Mn 1.5-1.7%(1.6%) Al 0.35-0.45%(0.4%)
V 0.08-0.12%(0.1%) Ni 0.23-0.27%(0.25%)
S 0.005-0.009%(0.007%) P 0.005-0.007%(0.006%)
N 0.0016-0.0020%(0.0018%) Fe 余量
其中工艺过程和步骤如下：
将具有上述组成的钢坯经冷轧，制成厚度为1.5mm的钢板；将该钢板经热处理，首先在800℃温度下等温保持3分钟，然后快速冷却至380℃，在该温度下继续等温保持5分钟；然后将其空冷至室温，即可得到低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢。
经仪器检测，经热处理后的钢板的显微组织相对量（体积百分比）为：铁素体43%，残余奥氏体15%，贝氏体余量。
经过仪器测试，经热处理后的钢板其各项力学性能值如下：
实施例三：
C 0.23-0.25%(0.24%) Si 0.8-1.0%(0.9%)
Mn 1.5-1.7%(1.6%) Al 0.35-0.45%(0.4%)
V 0.08-0.12%(0.1%) Ni 0.08-0.12%(0.10%)
S 0.005-0.009%(0.007%) P 0.005-0.007%(0.006%)
N 0.0016-0.0020%(0.0018%) Fe 余量
其中工艺过程和步骤如下：
将具有上述组成的钢坯经冷轧，制成厚度为1.5mm的钢板；将该钢板经热处理，首先在800℃温度下等温保持3分钟，然后快速冷却至400℃，在该温度下继续等温保持5分钟；然后将其空冷至室温，即可得到低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢。
经仪器检测，经热处理后的钢板的显微组织相对量（体积百分比）为：铁素体44%，残余奥氏体14%，贝氏体余量。
经过仪器测试，经热处理后的钢板其各项力学性能值如下：
这表明，本发明方法制得的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢具有良好的强塑性，既有高强度又有良好的塑性。
Claims (4)
1.一种低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢的制备方法，重量百分组成为：C0.2-0.25％，Si0.5-1.0％，Mn0.5-2.5％，Al0.1-0.5％，V0.05-0.5％，Ni0.1-0.5％，S0.005-0.009％，P0.005-0.007％，N0.0016-0.0020％，Fe余量；其特征包括如下步骤：
A、将所述组分的钢坯经冷轧，制成厚度为0.5-1.5mm的钢板；
B、首先在700-850℃温度下等温保持2-10分钟，然后快速冷却至350-500℃，在该温度下继续等温保持2-10分钟；
C、然后将其水冷至室温，即可得到低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢。
2.根据权利要求1所述的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢的制备方法，其特征在于步骤B所述制备方法优选为：首先在800℃温度下等温保持3分钟，然后快速冷却至400℃，在该温度下继续等温保持5分钟。
3.根据权利要求1所述的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢的制备方法，其特征在于重量百分组成选择为：C0.22％，Si0.9％，Mn1.6％，Al0.4％，V0.1％，Ni0.25％，S0.007％，P0.006％，N0.0018％，Fe余量。
4.根据权利要求1所述的低碳低镍含钒冷轧相变塑性钢的制备方法，其特征在于重量百分组成选择为：C0.24％，Si0.9％，Mn1.6％，Al0.4％，V0.1％，Ni0.10％，S0.007％，P0.006％，N0.0018％，Fe余量。
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