CN112899456A - 一种高强度-高塑性的高锰trip钢板材及其制备方法 - Google Patents

一种高强度-高塑性的高锰trip钢板材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112899456A
CN112899456A CN202110070934.2A CN202110070934A CN112899456A CN 112899456 A CN112899456 A CN 112899456A CN 202110070934 A CN202110070934 A CN 202110070934A CN 112899456 A CN112899456 A CN 112899456A
Authority
CN
China
Prior art keywords
manganese steel
high manganese
plasticity
steel plate
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.)
Pending
Application number
CN202110070934.2A
Other languages
English (en)
Inventor
宋佩峰
赖庆全
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.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
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 Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN202110070934.2A priority Critical patent/CN112899456A/zh
Publication of CN112899456A publication Critical patent/CN112899456A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0231—Warm rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种高强度‑高塑性的高锰TRIP钢板材及其制备方法。采用的高锰钢的成分以质量百分数计为：C：0.05‑0.6，Mn：16‑26，其余为Fe及不可避免的杂质；包括如下步骤：步骤(1)：将高锰钢加工成板材；步骤(2)：将步骤(1)得到的高锰钢加热至完全奥氏体化温度以上保温；步骤(3)：对步骤(2)得到的处于奥氏体化状态的高锰钢进行多道次温轧处理，累积轧制压下量为40％～90％；步骤(4)：空冷。本发明将高锰钢加热至单相奥氏体状态，施加大应变量轧制，轧制‑冷却后的高锰钢中奥氏体相的体积分数显著增加，不需增加合金含量即可有效利用TRIP效应，本发明的这种简单方法制备所得高锰钢板材具有优异力学性能。

Description

一种高强度-高塑性的高锰TRIP钢板材及其制备方法
技术领域
本发明属于材料制备领域，具体涉及一种高强度-高塑性的高锰TRIP钢板材及其制备方法。
背景技术
高锰钢是利用高度锰合金化以获得大量室温奥氏体组织的钢铁材料。高锰钢具有高加工硬化率和高延伸率等优点，在低温容器、减振部件以及汽车轻量化等工程技术领域具有重要应用前景。高锰钢的奥氏体相在变形过程中发生马氏体相变和变形孪生，通过相变诱发塑性(TRIP)效应或孪生诱发塑性(TWIP)效应提高力学性能。然而，高锰钢却在材料零部件成形过程中往往出现过早断裂，存在缺口敏感性高和扩孔性差等问题。这些断裂问题在高锰TRIP钢中尤为突出。因此，高锰钢的使用在零部件成形和承载结构件可靠性等方面存在隐患。
现有方法主要依靠复杂合金化调控合金的相稳定性，但所涉及的多种元素高合金化的方法为生产过程中的合金熔炼、成分和夹杂控制等带来了很大的挑战。另外，高锰钢因为脆性问题而不能采用常规的室温轧制-退火方法调控组织结构。对此，在本专利中我们尝试将材料加热至奥氏体单相区进行轧制处理以实现组织调控，结合组织细化和塑性变形对马氏体相变的影响等原理以制备高强度-高塑性的高锰TRIP钢板材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度-高塑性的高锰TRIP钢板材及其制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种高强度-高塑性的高锰TRIP钢板材的制备方法，采用的高锰钢的成分以质量百分数计为：C：0.05-0.6，Mn：16-26，其余为Fe及不可避免的杂质；包括如下步骤：
步骤(1)：将高锰钢加工成板材；
步骤(2)：将步骤(1)得到的高锰钢加热至完全奥氏体化温度以上保温；
步骤(3)：对步骤(2)得到的处于奥氏体化状态的高锰钢进行多道次温轧处理，累积轧制压下量为40％～90％；
步骤(4)：空冷。
进一步的，步骤(1)中高锰钢板材的初始厚度为8-12mm。
进一步的，步骤(2)中的加热温度为300-600℃，保温时间为5-30min。
进一步的，步骤(3)中每道次的压下量为2-10％，温轧的温度为300-600℃。
一种高强度-高塑性的高锰TRIP钢板材，采用上述的方法制备。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
(1)本发明采用大变形量奥氏体单相区轧制的方法处理高锰钢。根据高锰钢奥氏体化温度低的特点，将高锰钢加热至单相奥氏体状态，并因此得以施加大应变量轧制。轧制-冷却后的高锰钢中奥氏体相的体积分数显著增加，不需增加合金含量即可有效利用TRIP效应。
(2)本发明采用大变形量奥氏体单相区轧制的方法处理高锰钢，所得材料具有高强度和良好的塑性。其在变形过程中发生变形诱发马氏体相变，有利于提高材料的综合力学性能。
(3)本发明依赖常规轧制设备，因高锰钢奥氏化温度很低而可将轧制温度设置为300-600℃，操作容易，有利于连续生产，生产周期时间短，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
(4)本发明的这种简单方法制备所得高锰钢板材具有优异力学性能，结果显示轧制态材料的屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥1200MPa，均匀延伸率≥35％。
附图说明
图1为本发明采用的原始状态高锰钢的显微组织。
图2为本发明的高锰钢的热膨胀曲线图。
图3为实施例1温轧55％后的高锰钢组织形貌和物相分布图。
图4为实施例1得到的高锰钢的应力-应变曲线。
图5为实施例2温轧90％后的高锰钢组织形貌和物相分布图。
图6为实施例2得到的高锰钢的应力-应变曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例制备高强度-高塑性高锰钢板材方法如下：
轧制：将高锰钢加工成厚度为10毫米的板材。对其表面进行除油和机械研磨处理。每一道次轧制前放入450℃的加热炉中保温3～5min。轧制每道次压下量为0.2～1mm，分10道次将板厚轧制为4.5mm±0.1mm，总轧制压下量为55％。最后一道次轧制后空冷。
本实施例通过上述方法得到的高锰钢板材的屈服强度为450MPa，抗拉强度为1200MPa，均匀延伸率为36.5％。经过实施例1处理后的高锰钢的EBSD结果如图3所示，真实应力-真实应变曲线如图4所示。如图3所示，经过轧制总压下量为55％的变形后，板材内部HCP相体积分数明显减小，FCC相体积分数增加。板材整体的强度和塑性均有很大程度提升。
实施例2
本实施例制备高强度-高塑性高锰钢板材的方法如下：
轧制：将高锰钢加工成厚度为10毫米的板材。对其表面进行除油和机械研磨处理。每一道次轧制前放入450℃的加热炉中保温3～5min。轧制每道次压下量为0.2～1mm，分20道次将板厚轧制为1.0±0.1mm，总轧制压下量为90％。最后一道次轧制后空冷。
本实施例通过上述方法得到的高锰钢板材的屈服强度为680MPa，抗拉强度为1340MPa，均匀延伸率为35.5％。经过实施例2处理后的高锰钢的EBSD结果如图5所示，真实应力-真实应变曲线如图6所示。从图5中可以看出，经过轧制总压下量为90％的变形后，板材内部HCP相体积分数减小，FCC相体积分数增加。板材整体的强度和塑性均有很大程度提升。

Claims (5)

1.一种高强度-高塑性的高锰TRIP钢板材的制备方法，其特征在于，采用的高锰钢的成分以质量百分数计为：C：0.05-0.6，Mn：16-26，其余为Fe及不可避免的杂质；包括如下步骤：
步骤(1)：将高锰钢加工成板材；
步骤(2)：将步骤(1)得到的高锰钢加热至完全奥氏体化温度以上保温；
步骤(3)：对步骤(2)得到的处于奥氏体化状态的高锰钢进行多道次温轧处理，累积轧制压下量为40％～90％；
步骤(4)：空冷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中高锰钢板材的初始厚度为8-12mm。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中的加热温度为300-600℃，保温时间为5-30min。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中每道次的压下量为2-10％，温轧的温度为300-600℃。
5.一种高强度-高塑性的高锰TRIP钢板材，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的方法制备。
CN202110070934.2A 2021-01-19 2021-01-19 一种高强度-高塑性的高锰trip钢板材及其制备方法 Pending CN112899456A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110070934.2A CN112899456A (zh) 2021-01-19 2021-01-19 一种高强度-高塑性的高锰trip钢板材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110070934.2A CN112899456A (zh) 2021-01-19 2021-01-19 一种高强度-高塑性的高锰trip钢板材及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112899456A true CN112899456A (zh) 2021-06-04

Family

ID=76116050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110070934.2A Pending CN112899456A (zh) 2021-01-19 2021-01-19 一种高强度-高塑性的高锰trip钢板材及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112899456A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114350912A (zh) * 2022-01-10 2022-04-15 南京理工大学 一种高强度高塑性的高锰铁合金板材及其制备方法
CN114717475A (zh) * 2022-03-09 2022-07-08 西北工业大学 一种基于层错能设计的含Nb高强塑性高锰钢及制备方法
CN115537672A (zh) * 2022-07-19 2022-12-30 燕山大学 一种屈服强度大于1000 MPa的低成本奥氏体钢及其温轧制备工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103805764A (zh) * 2014-01-23 2014-05-21 燕山大学 一种细化高锰奥氏体钢晶粒的热轧工艺方法
CN104593675A (zh) * 2015-02-06 2015-05-06 深圳市晶莱新材料科技有限公司 一种同时具有twip与trip效应金属材料制备方法
CN105861933A (zh) * 2016-05-31 2016-08-17 东北大学 一种纳米/超细的中锰trip钢板及其温轧制备方法
RU2631069C1 (ru) * 2016-10-27 2017-09-18 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Способ получения листов из высокомарганцевой стали
CN110066964A (zh) * 2019-04-09 2019-07-30 东北大学 一种超高强度中锰钢及其温轧制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103805764A (zh) * 2014-01-23 2014-05-21 燕山大学 一种细化高锰奥氏体钢晶粒的热轧工艺方法
CN104593675A (zh) * 2015-02-06 2015-05-06 深圳市晶莱新材料科技有限公司 一种同时具有twip与trip效应金属材料制备方法
CN105861933A (zh) * 2016-05-31 2016-08-17 东北大学 一种纳米/超细的中锰trip钢板及其温轧制备方法
RU2631069C1 (ru) * 2016-10-27 2017-09-18 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Способ получения листов из высокомарганцевой стали
CN110066964A (zh) * 2019-04-09 2019-07-30 东北大学 一种超高强度中锰钢及其温轧制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114350912A (zh) * 2022-01-10 2022-04-15 南京理工大学 一种高强度高塑性的高锰铁合金板材及其制备方法
CN114717475A (zh) * 2022-03-09 2022-07-08 西北工业大学 一种基于层错能设计的含Nb高强塑性高锰钢及制备方法
CN115537672A (zh) * 2022-07-19 2022-12-30 燕山大学 一种屈服强度大于1000 MPa的低成本奥氏体钢及其温轧制备工艺
CN115537672B (zh) * 2022-07-19 2023-08-18 燕山大学 一种屈服强度大于1000 MPa的低成本奥氏体钢及其温轧制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112899456A (zh) 一种高强度-高塑性的高锰trip钢板材及其制备方法
CN106319368B (zh) 一种经济型薄链板及其制造方法
CN105886750A (zh) 1180MPa级Q&P钢的连续热镀锌方法
CN102021472A (zh) 一种适用于连续退火工艺高强塑积汽车钢板的生产方法
CN101580916B (zh) 一种高强度高塑性孪生诱发塑性钢及其制造方法
CN109252107B (zh) 一种高平直度超高强钢的生产方法
CN109666862B (zh) 一种强塑积大于60GPa·%的高强韧热轧中锰钢及制备方法
US20190177809A1 (en) High Strength and High Toughness Stainless Steel and Processing Method Thereof
CN113846266A (zh) 一种高塑韧性屈服强度1300MPa级调质钢板的生产方法
CN104593573A (zh) 一种高效提升非调质钢强韧性的复合形变热处理强化方法
CN111893396B (zh) 一种高强中锰钢及其制备方法
CN103555896A (zh) 一种超高强度高韧性多步等温贝氏体钢及其制备方法
CN105648314A (zh) -80℃Akv值大于100J的中锰钢板及其制备方法
CN113981192B (zh) 一种提高304型亚稳奥氏体不锈钢屈服强度的方法
CN110863147B (zh) 一种用于矿井环境服役的q690耐蚀钢及其制备方法
CN108411200B (zh) 一种高加工硬化率热轧q＆p钢板及其制备方法
CN108866443B (zh) 正火型低屈强比高强度钢板及制备方法
CN114318161B (zh) 一种低温高应变速率超塑性中锰钢及其制备方法
CN114196875B (zh) 一种阀片用不锈钢及其热处理方法
CN109517947A (zh) 一种含铝中锰trip钢的制备方法
CN106811692B (zh) 一种淬火用高强易成型冷轧钢板及其制造方法
CN112442635B (zh) 高性能800MPa级以上低合金高强钢板及其制备方法
CN111893393A (zh) 一种Mo-Ti合金耐磨中锰钢及其制备方法
CN112962029B (zh) 一种拉链纽扣用低硬度易加工的不锈钢材料及其制备方法
CN114855098A (zh) 一种工程机械用高强中锰钢及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210604

RJ01 Rejection of invention patent application after publication