CN103952523B - 一种马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火方法 - Google Patents

Abstract

一种马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火方法，属于冶金材料技术领域，按以下步骤进行：（1）选用的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的成分重量百分比含C？0.06~0.09%，Si？0.18~0.49%，Mn？1.65~1.90%，Cr？0.15~0.18%，Als？0.03~0.05%，N？0.003~0.005%，P≤0.02%，S≤0.004%，余量为Fe；（2）以2~10℃/s的速率进行一次加热到760~840℃，一次保温60~180s；（3）以15~25℃/s的速率冷却到660~700℃，再以60~100℃/s的速率冷却到250~270℃，二次保温30~60s；（4）以30~100℃/s的速率进行二次加热到310~380℃，然后在600~750s内冷却到260~280℃，空冷至室温，完成连续退火。本发明的方法使得渗碳体有足够的时间形核；促进了碳的扩散，使得屈服强度降低，抗拉强度升高；综合作用的结果降低了屈强比，提高了双相钢的力学性能。

Description

一种马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火方法

技术领域

本发明属于冶金材料技术领域，特别涉及一种马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火方法。

背景技术

马氏体铁素体双相钢冷轧板带具有较高的强度、较低的屈强比、优良的成形性能及焊接性能。近年来，汽车工业广泛采用冷轧双相钢代替低碳钢，对实现汽车轻量化和降低成本具有重要的意义，双相钢的工艺技术开发具有良好的应用前景。

连续退火工艺技术是保证马氏体铁素体双相钢冷轧板带获得高强度和低屈强比等力学性能的关键；常规马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火工艺过程包括六个阶段：加热段（HS段）、保温段（SS段）、缓冷段（SCS段）、快冷段（RCS段）、过时效段（OAS段）和终冷段（FCS段）；获得的钢材屈强比较高，延伸率较低，性能不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火方法，通过快冷后保温段使得渗碳体有足够的时间形核，利用弥散分布的渗碳体的强化作用提高双相钢的抗拉强度，降低屈强比，提高力学性能。

本发明的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火方法按以下步骤进行：

1、选用的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的成分重量百分比含C0.06~0.09%，Si0.18~0.49%，Mn1.65~1.90%，Cr0.15~0.18%，Als0.03~0.05%，N0.003~0.005%，P≤0.02%，S≤0.004%，余量为Fe；

2、将马氏体铁素体双相钢冷轧板带以2~10℃/s的速率进行一次加热到760~840℃，然后进行一次保温，时间为60~180s；

3、将一次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以15~25℃/s的速率冷却到660~700℃，再以60~100℃/s的速率冷却到250~270℃，然后进行二次保温，时间为30~60s；

4、将二次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以30~100℃/s的速率进行二次加热到310~380℃，然后用600~750s冷却到260~280℃，空冷至室温，完成连续退火。

上述的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的厚度为0.3~1.5mm。

上述方法连续退火后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带具有马氏体和铁素体双相微观组织，其室温屈服强度287~320MPa，抗拉强度695~710MPa，断后伸长率31~37%，屈强比0.41~0.45。

本发明的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火方法是将冷轧板带的连续退火工艺过程分为八个阶段：加热段（一次加热，HS段）、保温段（一次保温，SS段）、缓冷段（SCS段）、快冷段（RCS段）、快冷后保温段（二次保温，STS段）、快冷保温后升温段（二次加热，STHS段）、过时效段（OAS段）和终冷段（空冷，FCS段）；

使冷轧板带钢在上述连续退火过程中保证奥氏体充分发生马氏体相变，形成马氏体和铁素体的双相组织；

冷轧板带钢通过一次加热、一次保温和缓冷后，在RCS段的快速冷却过程中，由于碳在基体中的溶解度是随着温度的降低而减小，冷却到较低温度时碳的过饱和度大大增加，增加了渗碳体析出的驱动力，缩短了碳扩散的距离，显著促进了渗碳体形核；

在二次保温（STS段）时，短时保温会使渗碳体形核点增多，并让渗碳体具有足够的时间形核；

在二次加热（STHS段）时，快速加热促进了碳的扩散，组织中的过饱和固溶碳大量析出，不但在晶界析出渗碳体，而且还在晶内析出渗碳体，碳的固溶强化效果降低，屈服强度相应降低，而弥散分布的渗碳体的强化作用使其抗拉强度得到提高；

缓慢冷却的OAS过时效阶段使组织中的碳的溶解度降低，平均含碳量减少，有利于减少组织中的固溶碳含量，保持碳在基体中的过饱和度，增加双相钢的抗时效性能；

上述几个阶段相互配合，达到了抗拉强度提高和屈强比降低的效果，得到的马氏体铁素体双相钢板带具有良好的综合性能。

本发明的方法与常规连续退火工艺相比，快冷后保温段（STS段）使得渗碳体有足够的时间形核；快冷保温后升温段（STHS段）促进了碳的扩散，降低了碳的固溶强化作用，使得屈服强度降低；同时由于弥散分布的渗碳体的强化作用使得抗拉强度升高；综合作用的结果降低了屈强比，提高了双相钢的力学性能。

附图说明

图1为本发明实施例1中的双相钢冷轧板带的连续退火方法的温度-时间曲线图；

图2为传统双相钢冷轧板带的连续退火方法的温度-时间曲线图；

图3为本发明实施例1中连续退火后的双相钢冷轧板带的马氏体铁素体光学显微组织照片图；

图4为本发明实施例1中连续退火后的双相钢冷轧板带的渗碳体析出物微观组织照片图；

图5为本发明实施例2中连续退火后的双相钢冷轧板带的马氏体铁素体光学显微组织照片图；

图6为本发明实施例2中连续退火后的双相钢冷轧板带的渗碳体析出物微观组织照片图；

图7为本发明实施例3中连续退火后的双相钢冷轧板带的马氏体铁素体光学显微组织照片图；

图8为本发明实施例3中连续退火后的双相钢冷轧板带的渗碳体析出物微观组织照片图。

具体实施方式

本发明实施例中选用的马氏体铁素体双相钢冷轧板带是经冶炼浇铸后，经热轧和冷轧制成，其中热轧分粗轧和精轧，粗轧开轧温度为1150~1200℃，粗轧终轧温度为950~1000℃，粗轧压下率85~90%，精轧开轧温度950~1000℃，精轧终轧温度800~850℃，精轧压下率为75~80%，冷轧的总压下率为75~95%。

本发明实施例中采用LEICA-DM2500M光学显微镜对连续退火后的冷轧带钢进行微观组织观察。

本发明实施例中采用TECNAIG220透射电子显微镜对析出物进行微观组织观察；按GB/T228-2002制成矩形截面标准拉伸试样，在CMT5105-SANS微机控制电子万能实验机上进行拉伸实验。

实施例1

选用的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的成分重量百分比含C0.06%，Si0.42%，Mn1.78%，Cr0.16%，Als0.03%，N0.005%，P0.015%，S0.0022%，余量为Fe；马氏体铁素体双相钢冷轧板带的厚度为1.5mm，宽度为1650mm；

连续退火温度-时间曲线如图1所示；

将马氏体铁素体双相钢冷轧板带以2.8℃/s的速率一次加热到800℃，然后一次保温140s；

将一次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以20℃/s的速率缓慢冷却到680℃，再以60℃/s的速率快速冷却到260℃，然后二次保温30s；

将二次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以50℃/s的速率二次加热到330℃，然后用700s缓慢冷却到280℃，空冷至室温，完成连续退火；

连续退火后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带具有马氏体和铁素体双相微观组织，其室温屈服强度320MPa，抗拉强度710MPa，断后伸长率37%，屈强比0.45；

马氏体铁素体光学显微组织照片如图3所示，渗碳体析出物的微观组织照片如图4所示；

采用同种冷轧板带按传统方法进行连续退火，温度-时间曲线如图2所示，分别进行四次试验，以2.8℃/s的速率一次加热到800℃，保温140s；以20℃/s的速率缓慢冷却到680℃，再以60℃/s的速率分别快速冷却到280℃、310℃、350℃和380℃，保温720s，空冷到室温，完成连续退火；获得的冷轧板带的屈服强度分别为393MPa、395MPa、399MPa和407MPa，抗拉强度分别为600MPa、599MPa、594MPa和591MPa，断后伸长率分别为30%、28%、28%和25%，屈强比分别为0.66、0.66、0.67和0.69。

实施例2

选用的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的成分重量百分比含C0.07%，Si0.47%，Mn1.86%，Cr0.17%，Als0.04%，N0.004%，P0.016%，S0.0031%，余量为Fe；马氏体铁素体双相钢冷轧板带的厚度为0.3mm，宽度为1550mm；

将马氏体铁素体双相钢冷轧板带以2℃/s的速率一次加热到780℃，然后一次保温110s；

将一次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以25℃/s的速率缓慢冷却到680℃，再以100℃/s的速率快速冷却到250℃，然后二次保温40s；

将二次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以40℃/s的速率二次加热到350℃，然后用720s缓慢冷却到270℃，空冷至室温，完成连续退火；

连续退火后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带具有马氏体和铁素体双相微观组织，其室温屈服强度287MPa，抗拉强度701MPa，断后伸长率32%，屈强比0.41；

马氏体铁素体微观组织光学显微照片如图5所示，渗碳体析出物微观组织光学显微照片如图6所示。

实施例3

选用的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的成分重量百分比含C0.07%，Si0.22%，Mn1.68%，Cr0.18%，Als0.05%，N0.005%，P0.013%，S0.0027%，余量为Fe；马氏体铁素体双相钢冷轧板带的厚度为1.0mm，宽度为1780mm；

将马氏体铁素体双相钢冷轧板带以10℃/s的速率一次加热到810℃，然后一次保温120s；

将一次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以25℃/s的速率缓慢冷却到675℃，再以80℃/s的速率快速冷却到255℃，然后二次保温50s；

将二次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以45℃/s的速率二次加热到380℃，然后用730s缓慢冷却到260℃，空冷至室温，完成连续退火；

连续退火后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带具有马氏体和铁素体双相微观组织，其室温屈服强度304MPa，抗拉强度702MPa，断后伸长率32%，屈强比0.43；

马氏体铁素体微观组织光学显微照片如图7所示，渗碳体析出物微观组织光学显微照片如图8所示。

实施例4

选用的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的成分重量百分比含C0.08%，Si0.49%，Mn1.90%，Cr0.15%，Als0.03%，N0.003%，P0.017%，S0.0034%，余量为Fe；马氏体铁素体双相钢冷轧板带的厚度为1.5mm，宽度为1550mm；

将马氏体铁素体双相钢冷轧板带以5℃/s的速率一次加热到760℃，然后一次保温180s；

将一次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以20℃/s的速率缓慢冷却到660℃，再以70℃/s的速率快速冷却到270℃，然后二次保温60s；

将二次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以30℃/s的速率二次加热到310℃，然后用750s缓慢冷却到260℃，空冷至室温，完成连续退火；

连续退火后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带具有马氏体和铁素体双相微观组织，其室温屈服强度310MPa，抗拉强度695MPa，断后伸长率32%，屈强比0.45。

实施例5

选用的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的成分重量百分比含C0.09%，Si0.18%，Mn1.65%，Cr0.18%，Als0.05%，N0.004%，P0.019%，S0.0035%，余量为Fe；马氏体铁素体双相钢冷轧板带的厚度为0.3mm，宽度为1780mm；

将马氏体铁素体双相钢冷轧板带以8℃/s的速率一次加热到840℃，然后一次保温60s；

将一次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以15℃/s的速率缓慢冷却到700℃，再以90℃/s的速率快速冷却到265℃，然后二次保温40s；

将二次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以100℃/s的速率二次加热到360℃，然后用600s缓慢冷却到280℃，空冷至室温，完成连续退火；

连续退火后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带具有马氏体和铁素体双相微观组织，其室温屈服强度289MPa，抗拉强度705MPa，断后伸长率31%，屈强比0.41。

Claims (2)

1.一种马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）选用的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的成分重量百分比含C0.06~0.09%，Si0.18~0.49%，Mn1.65~1.90%，Cr0.15~0.18%，Als0.03~0.05%，N0.003~0.005%，P≤0.02%，S≤0.004%，余量为Fe；

（2）将马氏体铁素体双相钢冷轧板带以2~10℃/s的速率进行一次加热到760~840℃，然后进行一次保温，时间为60~180s；

（3）将一次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以15~25℃/s的速率冷却到660~700℃，再以60~100℃/s的速率冷却到250~270℃，然后进行二次保温，时间为30~60s；

（4）将二次保温后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带以30~100℃/s的速率进行二次加热到310~380℃，然后用600~750s冷却到260~280℃，空冷至室温，完成连续退火；

连续退火后的马氏体铁素体双相钢冷轧板带具有马氏体和铁素体双相微观组织，其室温屈服强度287~320MPa，抗拉强度695~710MPa，断后伸长率31~37%，屈强比0.41~0.45。

2.根据权利要求1所述的一种马氏体铁素体双相钢冷轧板带的连续退火方法，其特征在于所述的马氏体铁素体双相钢冷轧板带的厚度为0.3~1.5mm。