一種具有trip效應的高強度冷軋鋼板及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于冷軋汽車用鋼制造領域，涉及一種抗拉強度大于1000 MPa且具有TRIP 效應的高強度冷軋鋼板及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 汽車的輕量化是降低油耗的主要途徑，同時也是減少二氧化碳排放量的最有效對 策，據統計，汽車車重每減輕1%，燃料可節省〇. 6-1. 0%。另外，隨著提高碰撞安全性的標準 逐年嚴格，需提高車體強度、剛度并優化結構以提高安全性，針對這樣的社會需求，應著眼 于利用材料的高強度化，以使汽車的安全性和重量保持更好的平衡。為了減輕車重和提高 安全性，近年來，汽車用鋼板向高強度化發展成為一種趨勢。當鋼板厚度分別減小0. 〇5_、 0· Imm和0· 15mm時，車身減重分別為6%、12%和18%，可見增加鋼板強度是減小板厚、減輕車 重的主要途徑。另外，在采用高強鋼板減小板厚的同時，也提高了汽車的抗凹陷性、耐久強 度、大變形沖擊強度和安全性。
[0003] TRIP (Transformation Induced Plasticity)鋼是近年來為滿足汽車工業對高 強度、高塑性新型鋼板的需求而開發的，其因具有相變誘導塑性(簡稱TRIP效應）而得名。 TRIP鋼的顯微組織由鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體構成，當其在室溫下沖壓成型時，鋼中的 殘余奧氏體向馬氏體轉變，產生相變誘發塑性，從而使鋼板的強度和塑性同時得到提高。
[0004] 專利CN102011051A公開了一種高強度高塑性的中碳相變誘發塑性鋼及其 制備方法，設計成分為 〇· 24-0. 30%C、0. 80-1. 20%Si、l. 40-1. 80%Μη、0· 030-0. 075%P、 0. 070-0. 090%V，余量為Fe。該發明通過適量增加 C含量，并輔以P、V等元素，結合傳統的 TRIP鋼熱處理工藝，室溫下得到了鐵素體、貝氏體及殘余奧氏體的組織，其抗拉強度大于等 于980MPa，斷裂延伸率大于等于18%，強塑積大于等于17640MPa · %。
[0005] 專利CN101363102A公開了 一種高強度冷軋連續退火用TRIP鋼板及其制備方 法，鋼板成分為 〇· 1-0. 4%C、0. 5-2. 5%Si、0. 50-2. 5%Μη、0· 01-0. 10%Nb、0. 01-0. 10%Ti、 0· I-L 0%Cu、0.1 -L 0%Ni、P 彡（λ 03%、S 彡（λ 02%，余量為 Fe。其通過添加 Nb、Ti、Cu、Ni 來 改善鋼板力學性能，得到的鋼板屈服強度為450-700MPa，抗拉強度大于980MPa，延伸率A50 大于20%。
[0006] 專利CN102312157A公開了一種1000 MPa級以上冷軋TRIP鋼及其制備方法，化學 成分為 0· 18-0. 23%C、1. 3-1. 6%Si、2. 1-2. 3%Μη、0· 03-0. 05%Nb、0. 03-0. 09%V、P 彡 0· 01%、 S彡0. 01%、0. 8-1. 2%Alt、N彡0. 005%，余量為Fe及雜質。該發明中的高Si高Al成分保證 了殘余奧氏體的室溫穩定性，微合金元素 Nb、V的析出強化和晶粒細化作用有利于提高鋼 板的強度和延伸率。
[0007] 2003年，Speer等基于對碳配分過程的理解提出了淬火配分（Q&P)熱處理工藝，該 熱處理過程包括：首先將試樣加熱到奧氏體區使其奧氏體化后淬火到馬氏體開始轉變溫度 和轉變結束溫度之間某一設定溫度，得到馬氏體和殘余奧氏體的混合組織；并在此溫度(一 步法）或高于此溫度(兩步法）保溫一定時間使碳元素從過飽和的馬氏體向奧氏體中配分， 提高奧氏體穩定性，從而在最后淬火至室溫的過程中保留下來。
[0008] 上述工藝生產的Q&P (Quenching and Partitioning)鋼是一種新型的高強度和 高塑(韌）性的馬氏體鋼，室溫條件下為馬氏體和殘余奧氏體兩相組織。但它區別于傳統的 回火馬氏體鋼，同等強度下與回火馬氏體鋼相比，塑性有大幅度提高。這是由于Q&P鋼的室 溫組織中除馬氏體以外，還存在7-15%的殘余奧氏體，奧氏體變形時發生TRIP效應，轉移頸 縮時的應力集中，延緩裂紋產生，提高塑性。
[0009] 采用傳統的TRIP鋼連續退火工藝，要生產抗拉強度達到980MPa以上的鋼板勢必 要提高C含量或添加大量合金元素，帶來的缺點是焊接性能和表面涂鍍性能下降；而利用 嚴格意義上的Q&P工藝生產高強度高塑性鋼板，需要將鋼板加熱到Ac3溫度以上，且要求冷 卻速度較高，對生產設備要求高，能源消耗較大。
【發明內容】
[0010] 基于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種抗拉強度大于lOOOMPa，且 具有TRIP效應的高強度冷軋汽車用鋼板及其生產方法。
[0011] 為了達到上述目的，本發明技術方案如下：
[0012] 一種具有TRIP效應的高強度冷軋鋼板，其化學成分按重量百分比為：C : 0· 15%-0· 25%、Si :0· 5%-1· 5%、Μη :1· 0%-2· 0%、Ni :0· 1%-0· 5%、P :彡 0· 02%、S :彡 0· 005%、A1 : 0. 02%-0. 08%，余量為Fe及不可避免的雜質。
[0013] C :C為鋼中最基本的強化元素，也是提高奧氏體穩定性的重要元素，特別是本發 明中要利用C的擴散形成室溫下穩定的殘余奧氏體。含碳量過低，馬氏體硬度下降，很難達 到高強度的要求，同時殘余奧氏體穩定性不足，無法產生TRIP效應，將造成強度和塑形降 低。但碳含量過高不利于鋼板的塑形和焊接性，因此本發明要求C含量在0. 15-0. 25%之間。
[0014] Si :Si為非碳化物形成元素，在碳化物中的溶解度極低，以固溶體形態存在，通過 固溶強化來提高鋼的強度和冷加工變形硬化率。在本發明的配分等溫過程中，它能夠強烈 抑制Fe 3C的形成，使未轉變的奧氏體富碳，從而大大提高奧氏體穩定性，使其能夠在室溫下 保留下來。另外，Si還能顯著強化鐵素體，但較高的Si含量會惡化鋼板的熱軋性能和表面 涂鍍性能，產生較多的表面缺陷。因此本發明中的Si含量為0. 5-1. 5%。
[0015] Mn :Mn是有效的固溶強化元素之一，對于淬透性有顯著影響，可以促進馬氏體的 形成，