CN109355485A - 一种高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法 - Google Patents

一种高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法 Download PDF

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吴桂林
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李超
谢霖
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Abstract

本发明属于生产钢板或带钢时技术领域，公开了一种高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法，将铁素体奥氏体双相钢进行85％‑95％冷轧；冷轧双相钢板材在900℃‑1000℃区间实行不超过30分钟的短时退火；退火工艺以获得非均匀层状组织及性能目标为基准。本发明在SAF2507双相钢900℃退火后可获得抗拉强度超过1.0GPa，延伸率为33％的力学性能，与商用双相钢的对比如表1所示；强度提高的同时，延伸率下降极少。本发明提供的新型高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法，工艺简单，能够生产大尺度样品，从而具有实际应用价值。

Description

一种高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法
技术领域
本发明属于生产钢板或带钢时技术领域，尤其涉及一种高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：双相不锈钢主要指铁素体-奥氏体双相不锈钢，其铁素体和奥氏体的相含量接近，广泛应用于海洋、石油、化工等行业。传统的加工方式是将板材冷轧后退火处理，形成均匀的再结晶组织，延伸率好但是强度偏低。如工业中最常用的超级双相不锈钢SAF2507，常温下的屈服强度为530～550MPa，抗拉强度为730～750MPa，延伸率大于20％。而研究表明，层状结构能够在保证高强度的同时具有良好的延伸率，因此，控制热处理条件，保留冷轧后的层状组织，并调节晶粒尺寸的匹配，可极大程度的改善材料的机械性能。传统方法制备的双相钢屈服强度较低，极大的限制了其发展的问题。
综上所述，现有技术存在的问题是：传统的冷轧与热处理方式，目标是获得均匀的等轴组织，使得延伸率较高时，强度较低。
解决上述技术问题的难度和意义：在均匀组织中强塑性倒置关系导致延伸率较高时，强度较低，反之亦然。因此，打破均匀组织状态，引入非均匀与层状组织可极大程度的改善强度与塑性的这种倒置关系。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法。
本发明是这样实现的，一种高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法，所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法包括：
步骤一，将铁素体奥氏体双相钢进行85％-95％冷轧；通过大应变量冷轧，一方面可获得层状双相组织；另一方面，由于铁素体和奥氏体变形能力的不同，存储的变形能不同，从而在后续退火时晶粒长大的动力学会有差异。
步骤二，冷轧双相钢板材在900℃-1000℃区间实行不超过30分钟的短时退火；高温长时间退火时，前述冷轧引入的晶粒长大动力学差异减小，形变组织会形成完全再结晶组织，从而回到传统的均匀组织状态。只有短时退火时，晶粒长大动力学不同，才可极大程度保留非均匀层状组织。
步骤三，退火工艺以获得非均匀层状组织及性能目标为基准。此处的性能目标是指强度与塑性的匹配可因退火温度和退火时间的不同而有所改变。温度升高，强度会下降，而延伸率则与保温时间有密切关系。
本发明的另一目的在于提供一种由所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法得到的高强高塑性铁素体奥氏体双相钢，所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢抗拉强度超过1.0GPa，延伸率为33％。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的桥梁。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的建筑物。
本发明的另一目的在于提供一种应用＝所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的汽车。
本发明的另一目的在于提供一种应用＝所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的轮船。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：在原始材料中引入非均匀性，通过选取合适热处理条件调节成为具有自相似的非均匀特征的层状组织，从而实现高强度高塑性的性能匹配。如前所述，工业中的SAF2507双相钢，常温下的屈服强度为530～550MPa，抗拉强度为730～750MPa，延伸率大于20％；而本发明在SAF2507双相钢900℃退火后可获得抗拉强度超过1.0GPa，延伸率为33％的力学性能，强度提高的同时，延伸率下降极少。其使用如做汽车板代替低强度商用SAF2507双相钢时，只需原始用量的60％左右，达到汽车减重降耗的目的。此外，由于热处理时间较短，也可以达到节约能源的目的。本发明提供的新型高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法，工艺简单，能够生产大尺度样品，从而具有实际应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法流程图。
图2是本发明实施例提供的典型非均匀层状双相钢的显微结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
传统的冷轧与热处理方式，目标是获得均匀的等轴组织，使得延伸率较高时，强度较低。本发明在SAF2507双相钢900℃退火后可获得抗拉强度超过1.0GPa，延伸率为33％的力学性能。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法包括以下步骤：
S101：将铁素体奥氏体双相钢进行85％-95％冷轧；
S102：冷轧双相钢板材在900℃-1000℃区间实行不超过30分钟的短时退火；
S103：退火工艺以获得非均匀层状组织及性能目标为基准。
下面结合实验对本发明的应用效果作详细的描述。
经处理后材料的典型组织如图2所示，性能如表1所示，样品厚度为1mm，拉伸样品标距为20mm×2.5mm×1mm。表格中900℃以上热处理时，综合性能远比其商用均匀组织优异，综合其制备方式与性能匹配，具有极大的应用价值。
表1
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法，其特征在于，所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法包括：
步骤一，将铁素体奥氏体双相钢进行85％-95％冷轧；
步骤二，冷轧双相钢板材在900℃-1000℃区间实行不超过30分钟的短时退火；
步骤三，退火工艺以获得非均匀层状组织及性能目标为基准。
2.一种由权利要求1所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的制备方法得到的高强高塑性铁素体奥氏体双相钢，其特征在于，所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢抗拉强度超过1.0GPa，延伸率为33％。
3.一种应用权利要求2所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的桥梁。
4.一种应用权利要求2所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的建筑物。
5.一种应用权利要求2所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的汽车。
6.一种应用权利要求2所述高强高塑性铁素体奥氏体双相钢的轮船。
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