CN107287401B - 一种通过碳-锰综合配分提高传统q&p钢性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过碳‑锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法，该方法先将材料以一定的速率加热到A C3 和A C1 （两相区）之间的某一温度并保温一定的时间，再将材料快速加热到A C3 温度以上并保温一定的时间，然后将温度降至A C3 和A C1 （两相区）之间，但高于第一次锰配分温度的某一温度保温一定时间，接着将材料快速转移至M S 和M f 之间的某一温度进行淬火保温一段时间，最后将材料水淬至室温。本发明采用碳‑锰综合配分的工艺使碳元素和锰元素更好地提高了残余奥氏体的稳定性，二者的综合作用较好地改善传统Q&P钢的组织和力学性能，其应用在汽车上可减轻车身重量，提高安全性，还会降低生产成本，节能减排，应用前景广阔。

Description

一种通过碳-锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法
技术领域
本发明涉及一种提高传统Q&P钢性能的方法，特别涉及一种通过碳-锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法。
背景技术
随着科技的进步和经济的发展，由于对汽车节能、环保和安全性的要求不断提高，车身减重和提高碰撞性能已是当今汽车工业的两个重要目标。
目前，第三代先进高强钢的性能指标已在设计之中，其目标是兼具超高强度和良好的塑性，虽然研究人员在工艺路径和钢种的成分设计上对Q&P钢来进行了诸多尝试，但是在对于如何通过控制工艺以最大限度地获取残余奥氏体以及如何补偿由于残余奥氏体体积分数增大而使马氏体体积分数降低导致材料基体的强度下降的问题上，研究者们目前还没有很好的解决办法。
发明内容
针对上述不足之处，本发明提出一种通过碳-锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法，在不减少马氏体含量的条件下，获得更稳定的残余奥氏体来增加其对钢中TRIP效应的贡献，这样既可以获得高的塑性，同时也可以得到较高的强度，以进一步满足汽车对Q&P钢材性能的要求。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：通过碳-锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法，其优势在于它包括以下步骤：（1）第一次锰配分：将材料以一定的速率加热到A C3 和A C1 （两相区）之间的某一温度并保温一定的时间；（2）奥氏体化：将材料快速加热到A C3 温度以上并保温一定的时间；（3）第二次锰配分：将温度降至A C3 和A C1 （两相区）之间，但高于第一次锰配分温度的某一温度保温一定时间；（4）碳配分：将材料快速转移至M S 和M f 之间的某一温度进行淬火保温一段时间；（5）淬火：将材料水淬至室温。
所述的一种通过碳-锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法的步骤（4）中淬火到Ms和M f 之间的温度由公式V M =1-exp[a(Ms-Q T )]确定。式中，V M 为马氏体体积分数；a为常数，取决于材料的成分，对于碳含量1.1%以下的碳钢，a=-0.011；Ms为马氏体相变开始温度；Q T 为冷却到达温度。淬火之前先确定理论上要得到的马氏体含量，再利用上述公式计算出淬火温度Q T 。
所述的一种通过碳-锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法的步骤（4）中淬火介质为体积百分比为1：1的硝酸钾和硝酸钠。
所述的一种通过碳-锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法的步骤（5）中的冷却速率由热膨胀仪测定的静态CCT曲线（膨胀量-温度曲线）决定，通过静态CCT曲线可以得到马氏体相变的临界冷却速率。
本发明的有益之处在于：采用碳-锰综合配分的工艺使碳元素和锰元素更好地提高了残余奥氏体的稳定性，二者的综合作用较好地改善传统Q&P钢的组织和力学性能，通过碳-锰综合配分所生产的材料在汽车上的应用可减轻其重量，提高安全性，还会降低生产成本，节能减排。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明的实施例1的金相组织照片。
图3是本发明的实施例1的力学性能测试结果图。
图4是本发明的实施例2的金相组织照片。
图5是本发明的实施例2的力学性能测试结果图。
图6是本发明的实施例3的金相组织照片。
图7是本发明的实施例3的力学性能测试结果图。
图中，1、第一次锰配分，2、奥氏体化，3、第二次锰配分，4、碳配分，5、淬火，6、A C3 线，7、A C1 线，8、M S 线，9、M f 线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明具体实施方式。
本发明实施例中的金相试样在光学显微镜下拍摄而获得微观组织照片；拉伸试样按照ASTM E8标准制得，并利用 WDW-100E型电子万能试验机在室温下以1mm/min的拉伸速率进行拉伸测试，经测试并计算获得各试样的抗拉强度、断后伸长率和强塑积。
实施例1
实际生产中采用的材料为0.11C-1.50Mn-1.16Si，其工艺过程包含如下步骤：
（1）第一次锰配分：先将材料以10℃/min的加热速率加热到Ac 3 和A C1 （两相区）之间的820℃并保温8min。
（2）奥氏体化：将材料快速加热到940℃，保温3min。
（3）第二次锰配分：将温度降至870℃，保温3min。
（4）碳配分：将材料快速转移至240℃，保温10s，进行盐浴淬火。
（5）淬火：将材料水淬至室温。
实施例2
实际生产中采用的材料为0.11C-1.50Mn-1.16Si，其工艺过程包含如下步骤：
（1）第一次锰配分：先将材料以10℃/min的加热速率加热到Ac 3 和A C1 （两相区）之间的820℃并保温8min。
（2）奥氏体化：将材料快速加热到940℃，保温3min。
（3）第二次锰配分：将温度降至870℃，保温5min。
（4）碳配分：将材料快速转移至240℃，保温15s，进行盐浴淬火。
（5）淬火：将材料水淬至室温。
实施例3
实际生产中采用的材料为0.11C-1.50Mn-1.16Si，其工艺过程包含如下步骤：
（1）第一次锰配分：先将材料以10℃/min的加热速率加热到Ac 3 和A C1 （两相区）之间的820℃并保温8min。
（2）奥氏体化：将材料快速加热到940℃，保温3min。
（3）第二次锰配分：将温度降至870℃，保温8min。
（4）碳配分：将材料快速转移至240℃，保温20s，进行盐浴淬火。
（5）淬火：将材料水淬至室温。

Claims (2)

1.一种通过碳-锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法，其特征是：通过以下步骤实现：
（1）第一次锰配分：将材料以10℃/min的速率加热到820℃，保温8~20min；
（2）奥氏体化：将材料快速加热到940℃并保温3min；
（3）第二次锰配分：将温度降至870℃，保温3~7min；
（4）碳配分：将材料快速转移至240℃进行淬火保温10~20s；
（5）淬火：将材料水淬至室温；
步骤（4）中淬火介质为体积百分比为1：1的硝酸钾和硝酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种通过碳-锰综合配分提高传统Q&P钢性能的方法，其特征是：步骤（5）中所述的冷却速率由材料的马氏体临界冷却速率决定。
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