具有高強塑積twip鋼及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于汽車用鋼制造領域，涉及一種強塑積大于50GPa%的高強塑積TWIP鋼 板及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 當前，汽車工業的發展趨勢是節能、減重、環保和提高安全性，高強汽車用鋼的使 用能夠滿足汽車工業的減重和提高安全性的需要。然而，傳統汽車用鋼的成形性能隨著強 度的提高而下降，這一點將嚴重限制了高強汽車用鋼的應用。新一代汽車用鋼TWIP鋼，以 其高強度、高伸長率、高強塑積的特點吸引了各大鋼鐵公司和汽車廠家的關注。
[0003] CN 102011052 A公開了一種孿晶誘導塑性鋼板的制備方法，其不足之處在于C含 量過低、Μη含量過高，導致合金成本高；采用鑄軋工藝，在工業生產過程中易發生斷帶事 故。
[0004] CN 101956134 Α公開了一種高強度、高塑性含銅高碳TWIP鋼及其制備工藝，其不 足之處在于Cu含量過高，在熱軋過程中易發生開裂；采用電爐冶煉和模鑄生產方式，生產 成本1?。
[0005] CN 101649412A公開了一種具有優良力學性能的高錳鋼及其制備方法，其不足之 處在于鋼中沒有添加 Si、A1等脫氧元素，易導致鋼中氧含量超標，降低鋼板質量。
[0006] US 2010/0012233 A1公開了一種超高強度TWIP鋼板及其制備方法，不足之處在 于C含量過低，為了保證TWIP效應，必然導致Μη含量過高，導致鋼板成本過高。
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術所存在的缺陷，提供一種具有高強 塑積TWIP鋼及其制備方法。
[0008] 為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：
[0009] -種具有高強塑積TWIP鋼，其特征在于化學成分按重量百分比計為：C :0.8%~ 1. 2%，Si :0· 1%~0· 5%，Mn :14%~22%，P :彡 0· 02%，S:彡 0· 03%，A1 :4· 0%~6. 0%， Ce :0· 06%~0· 2%，Bi :0· 05%~0· 4%余量為Fe和不可避免的雜質。
[0010] 本發明合金設計的理由如下：
[0011] c :c元素是鋼中成本最低、穩定效果最好的奧氏體穩定元素，同時具有良好的固 溶強化效果。C元素含量過低，會降低鋼的強度和奧氏體的穩定性；C元素含量過高，容易在 晶界處析出滲碳體，降低鋼的性能。因此，C元素含量的范圍為0. 8%~1. 2%。
[0012] Μη :Mn元素是鋼中的奧氏體穩定元素。Μη元素含量過低，會導致鋼板發生馬氏體 相變，降低鋼板的塑性；Μη元素含量過高，會導致鋼板成本上升，伸長率下降。因此，Μη元素 含量的范圍為14%~22%。
[0013] Si :Si元素能夠強烈的降低奧氏體的層錯能，同時起到固溶強化的作用。Si元素 含量過低，起不到降低層錯能的作用；Si元素含量過高，會降低鋼板的表面質量。
[0014] A1 :A1元素可以有效的提高鋼板的層錯能，抑制馬氏體相變。A1元素含量過低，起 不到抑制馬氏體相變的作用；A1元素含量過高，會導致連鑄生產困難。
[0015] Ce :Ce元素作用是起到細化晶粒，使硫化物球化和清潔晶界，提高鋼板性能的作 用。
[0016] Bi :Bi元素在鋼中主要分布在晶界和晶粒內部，起到提高鋼板強度，減小碳、氧等 元素在鋼板晶界上的擴散速率，減少脫碳和氧化現象，提高鋼板表面質量和力學性能。
[0017] P :P元素是鋼中的有害元素，其含量越低越好。
[0018] S :S元素是鋼中的有害元素，其含量越低越好。
[0019] -種具有高強塑積TWIP鋼的制備方法，包括轉爐冶煉、連鑄、熱連軋、酸洗冷軋、 連續退火，其特征在于：所述轉爐冶煉為鋼水溫度在1530°C~1650°C之間；所述連鑄采用 ASP中薄板坯連鑄連軋，澆鑄溫度在1350~1500°C，連鑄坯厚度在120~180mm之間；所述 熱連軋為鑄坯入爐溫度在400~700°C之間，加熱溫度在1100~1250°C之間，開軋溫度在 1000~1150°C之間，終軋溫度在850°C以上，卷曲溫度在300~700°C之間，熱軋卷板厚度 在2~6_之間；所述酸洗冷軋為冷軋前TWIP鋼卷通過酸液去除表面的氧化鐵片，進行冷 車L，冷軋壓下率為30%~80% ;所述連續退火為退火溫度在700~900°C之間，退火時間在 2~15min之間，冷卻速率大于20°C /s。
[0020] 通過上述方法可以得到抗拉強度大于900MPa，延伸率大于50 %，強塑積大于 50GPa%的熱軋或冷軋TWIP鋼板或鋼卷。
[0021] 本發明的鋼材原含有最少為0. 06%的稀土 Ce，稀土 Ce可以有效地提高材料的伸 長率和抗延遲斷裂性能。本發明鋼材含有少量的Bi，具有提高鋼板表面質量，提高鋼板強度 和伸長率的作用。本發明采用轉爐冶煉、中薄板坯連鑄連軋、酸洗冷軋、連續退火的生產工 藝，在傳統的產線上能夠實現TWIP鋼的工業化生產，具有成本低，不需要添加新的生產設 備，生產工藝穩定的優點。生產的熱軋和冷軋TWIP鋼卷（或鋼板）具有高強度、高伸長率、 高強塑積的特點。該鋼種適用于制造汽車結構件、安全件、防撞件等以及其它特殊用途的產 品。
【具體實施方式】
[0022] 以下用實施例對本發明進行更詳細的描述，這些實施例僅僅是對本發明最佳實施 方式的描述，并不對本發明的范圍有任何的限制。
[0023] 實施例1~8，
[0024] 表1中列出了實施例的化學成分，表2列出了實施例的熱軋工藝參數，表3列出了 實施例冷軋和連退的工藝參數，表4給出了實施例的力學性能。
[0025] 表1實施例的化學成分，wt %
[0026]
[0027] 表2實施例的熱軋工藝
[0028]
[0029] 表3實施例的冷軋工藝
[0030]
[0031] 表4實施例的力學性能
[0032]
[0033]
【主權項】
1. 一種具有高強塑積TWIP鋼，其特征在于化學成分按重量百分比計為：C:0. 8%~ 1. 2%，Si:0· 1 % ~0· 5%，Μη:14 % ~22%，P:彡 0· 02 %，S:彡 0· 03 %，A1 :4· 0 % ~ 6. 0%，Ce:0. 06%~0. 2%，Bi:0. 05%~0.4%余量為Fe和不可避免的雜質，抗拉強度大 于900MPa，延伸率大于50%，強塑積大于50GPa%。2. -種權利要求1所述的具有高強塑積TWIP鋼的制備方法，包括轉爐冶煉、連鑄、熱連 車U酸洗冷軋、連續退火，其特征在于：所述轉爐冶煉為鋼水溫度在1530°C~1650°C之間； 所述連鑄采用ASP中薄板坯連鑄連軋，澆鑄溫度在1350~1500°C，連鑄坯厚度在120~ 180mm之間；所述熱連軋為鑄坯入爐溫度在400~700°C之間，加熱溫度在1100~1250°C 之間，開軋溫度在1000~1150°C之間，終軋溫度在850°C以上，卷曲溫度在300~700°C之 間，熱軋卷板厚度在2~6_之間；所述酸洗冷軋為冷軋前TWIP鋼卷通過酸液去除表面的 氧化鐵片，進行冷軋，冷軋壓下率為30%~80% ;所述連續退火為退火溫度在700~900°C 之間，退火時間在2~15min之間，冷卻速率大于20°C/s。
【專利摘要】本發明公開一種具有高強塑積TWIP鋼，其特征在于化學成分按重量百分比計為：C：0.8％～1.2％，Si：0.1％～0.5％，Mn：14％～22％，P：≤0.02％，S:≤0.03％，Al：4.0％～6.0％，Ce：0.06％～0.2％，Bi：0.05％～0.4％余量為Fe和不可避免的雜質，抗拉強度大于900MPa，延伸率大于50％，強塑積大于50GPa％。
【IPC分類】C22C38/06, C21D8/02
【公開號】CN105441796
【申請號】CN201410512333
【發明人】郭金宇, 劉仁東, 王旭, 徐榮杰, 王科強, 林利, 孫成錢, 徐鑫, 孫建倫, 李新, 黃大鵬
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2014年9月26日