專利名稱：一種相變誘導塑性鋼及其制備方法
技術領域：
本發明屬于冷軋熱鍍鋅技術領域，涉及一種相變誘導塑性鋼及其制備方法。
背景技術：
為了降低油耗和減排，需要汽車輕量化，相反，為提高汽車安全性，這將需要增加汽車的質量，解決這一矛盾的有效手段就是采用高強度鋼和先進高強度鋼。另一方面，汽車的耐蝕性也成為人們對高檔汽車一個日益增長的要求。相變誘發塑性鋼(TransformationInduced Plasticity Steel,簡稱 TRIP)顯微組織由鐵素體、貝氏體、殘余奧氏體及少量馬氏體組成。TRIP鋼因其TRIP效應具有良好匹配的強度和塑性。TRIP效應是鋼中的殘余奧氏體在變形過程中誘發馬氏體相變，從而提高鋼的強度和塑性。目前汽車用相變誘發塑性鋼包括熱軋相變誘發塑性鋼、冷軋相變誘發塑 性鋼和冷軋熱鍍鋅相變誘發塑性鋼。冷軋熱鍍鋅相變誘發塑性鋼的主要生產工藝過程包括煉鋼、熱軋、冷軋和CGL (連續熱鍍鋅)。熱鍍鋅產線與連退工藝有很大不同，在退火產線上貝氏體溫度可以調整，而熱鍍鋅產線上貝氏體溫度限制在460°C附近；在退火產線上貝氏體相變時間很充足，而熱鍍鋅產線上貝氏體相變時間很短，這將導致貝氏體相變進行不充分，部分奧氏體在貝氏體相變過程中富碳不充分，在隨后的冷卻過程中相變為馬氏體，從而影響鋼的力學性能。C是穩定奧氏體并提高鋼強度的重要因素，但過量的C會影響焊接性和惡化延伸率。Si元素夠強烈抑制滲碳體的形成，使未轉變的奧氏體中富碳，大大提高奧氏體的穩定性，因此加入Si可以解決高C帶來的問題。然而，盡管高Si較容易提高殘留奧氏體的穩定性，但它會導致涂鍍性差。添加Al代替Si可以解決涂鍍性問題，不過這將會削弱一定強度(70-120MPa)。現有企業專門建設了采用明火加熱技術的熱鍍鋅退火生產線，解決含有Si，Mn等合金元素的鋼種涂鍍難題。但是對于目前普遍使用的噴氣熱鍍鋅退火生產線，還無法解決這種問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種高強度和優異伸長率的相變誘導塑性鋼及其制備方法。為解決上述技術問題，本發明提供了一種相變誘導塑性鋼，其化學成分重量百分比分別為C 0. 18% 0. 21%, Si 10. 5% 0. 6%, Mn I. 8% 2. 0%, Nb 0. 03% 0. 04%,P 彡 0. 01%, S 彡 0. 01%, Alt 0. 8% I. 0%, N 彡 0. 005%，余量為 Fe。一種相變誘導塑性鋼的制備方法，將廢鋼加入轉爐，冶煉得到連鑄胚，經熱軋后得到熱軋板，經冷軋得到冷硬態帶鋼，然后經連續熱鍍鋅即得，其中，所述連續熱鍍鋅方法為
A所述冷硬態帶鋼首先加熱至220°C，其加熱速度8°C /s-12°c /s ；B 進一步加熱到 7800C _830°C，其加熱速度為 I. 5°C /s_4°C /s ；C 然后在 780°C 830°C保溫 60s_100s ；D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至720°C -760°C，冷卻速度為8°C /s_12°C /s ；E經吹氣快冷卻至鋅鍋溫度450°C _460°C，鍍鋅結束后經歷氣刀吹刮冷卻至420-430 0C ；F.經過所述氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風冷，最后冷卻至250-300°C，冷卻速度為6°C /s-9V /s。進一步地，所述冶煉步驟中，所述冶煉步驟中，所述熱軋板的化學成分的重量百分·比分別為C0. 18-0. 21%, S 彡 0. 010%, P 彡 0. 01%。進一步地，所述冶煉步驟中，所述轉爐中第一爐的終點溫度為1670_1690°C。進一步地，所述冶煉步驟中，所述連澆的終點溫度為1660_1680°C。進一步地，所述冶煉步驟中，所述脫氧劑為Al-Fe合金抗化粉。進一步地，所述脫氧劑的加入量為4kg/t。進一步地，所述冶煉步驟中，所述渣料為800kg/爐的小粒白灰和200kg/爐的螢
O進一步地，所述熱軋步驟中，所述連鑄坯加熱溫度為1220-1280°C，終軋溫度為860-900°C，卷取溫度為 640-700°C。進一步地，所述冷軋過程中冷軋的壓下率為50%_70%。本發明提供了一種相變誘導塑性鋼及其制備方法，基于常規噴氣冷卻熱鍍鋅生產方法，使得冷軋熱鍍鋅相變誘發塑性鋼在滿足設計強度級別的基礎上，具有更好的焊接性和塑性。


圖I為本發明實施例提供的一種相變誘導塑性鋼的顯微組織照片。
具體實施例方式為了深入了解本發明，下面結合附圖及具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例I :一種相變誘導塑性鋼，其化學成分重量百分比分別為C :0. 19%, Si :0. 5%, Mn :1. 9%, P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 9%, N :0. 005%, Nb
0.03%，余量為Fe和雜質。本實施例中相變誘導塑性鋼的制備方法，具體包括如下步驟I)冶煉將廢鋼加入轉爐，冶煉，冶煉過程中第一爐的終點溫度為1670_1690°C ；冶煉過程中連澆的終點目標溫度為1660-1680°C ;冶煉過程中采用Al-Fe合金抗化粉脫氧，Al-Fe合金抗化粉的加入量為4kg/t ;冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料，出鋼前期就開始隨鋼流加入渣料，出鋼量達到總鋼量的1/5前，加入所有渣料，每爐800kg小粒白灰和200kg螢石；之后，采用Si-Mn調Si，使得Si的質量百分比為0. 5% ;采用微碳Mn-Fe調Mn，使得Mn的質量百分比為I. 9% ;冶煉過程在出鋼過程中，出鋼下渣量彡80mm,出鋼時間> 4分鐘。冶煉完成時，熱軋板的化學成分的重量百分比分別為c :0. 19%，Si :0. 5%，Mn :1. 9%，P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 9%, N :0. 005%, Nb :0. 03%，余量為 Fe 和雜質。2)然后熱軋，熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為1250°C ;熱軋終軋溫度為890°C ;熱軋卷取溫度 為690°C。熱軋結束時，獲得的熱軋板厚度為5. 0mm，該過程中，卷取溫度的高低對冷軋鍍鋅鋼熱軋中間組織和力學性能具有較大影響。考慮到強度級別，采用高溫終軋與高溫卷取，使得熱軋板的組織為尺寸粗大的多邊形鐵素體晶粒與發育充分的珠光體，該顯微組織具有相對低的屈服強度。這使得在冷軋變形時軋制力減小，有利于進行冷軋工序。3)再冷軋，冷軋過程中，冷軋的壓下率為50%_70%，以利于冷軋工藝的進行。冷軋結束時，獲得厚度為I. 8mm的冷硬態帶鋼。4)之后，對上述冷硬態帶鋼進行連續熱鍍鋅退火，具體為A所述冷硬態帶鋼首先加熱至220°C，其加熱速度8°C/s-12°C/s，該過程中，冷變形的鐵素體發生回復。；B進一步加熱到780V -8300C，其加熱速度為I. 5°C /s_4°C /s,該過程實現冷軋鐵素體組織的再結晶，并且珠光體先轉變為奧氏體并向鐵素體長大；C然后在780°C _830°C保溫60s_100s，該過程實現部分奧氏體化，鐵素體中的C、Mn元素向奧氏體中轉移并在奧氏體中均化；D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至720°C -760°C，冷卻速度為8°C /s_12°C /s,該過程使得奧氏體部分轉移為鐵素體，C、Mn等元素進一步向奧氏體中聚集；E經吹氣快冷卻至鋅鍋溫度450°C _460°C，鍍鋅結束后經歷氣刀吹刮冷卻至420-4300C，該過程中，盡量增加帶鋼在均衡段，爐鼻子和鋅鍋中的逗留時間，使得碳在貝氏體相變過程中進一步富集在殘留奧氏體中，并使得提高奧氏體穩定性；F.經過氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風冷最后冷卻至250_300°C，冷卻速度為6°C /s-9°C /s，該過程中，部分不穩定的奧氏體相轉變為馬氏體相。經過以上步驟，獲得的780MPa級冷軋熱鍍鋅相變誘發塑性鋼的化學成分質量百分比分別為C 0. 19%, Si 0. 5%, Mn :1. 9%, P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 9%, N :0. 005%, Nb
0.03%，余量為Fe和雜質，具體顯微組織參見圖I，在圖中，采用苦味酸偏重亞硫酸鈉溶液浸蝕，其中，灰黑色為鐵素體基體；亮白色為馬氏體島。其力學性能如表I所示表I本發明提供的冷軋熱鍍鋅相變誘發塑性鋼力學性能
權利要求
1.一種相變誘導塑性鋼，其特征在于，其化學成分重量百分比分別為C 0. 18%-0. 21%, Si 10. 5%-0. 6%, Mn I. 8%-2. 0%, Nb 0. 03%-0. 04%, P 彡 0. 01%,S 彡 0. 01%, Alt 0. 8%-1. 0%, N 彡 0. 005%，余量為 Fe。
2.根據權利要求I所述的相變誘導塑性鋼的制備方法，其特征在于，將廢鋼加入轉爐，冶煉得到連鑄胚，經熱軋后得到熱軋板，經冷軋得到冷硬態帶鋼，然后經連續熱鍍鋅即得，其中，所述連續熱鍍鋅方法為 A所述冷硬態帶鋼首先加熱至220°C，其加熱速度8°C /s-12°C /s ； B進一步加熱到7800C _830°C，其加熱速度為I. 5°C /s_4°C /s ； C 然后在 780°C 830°C保溫 60s-100s ； D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至720°C _760°C，冷卻速度為8°C /s_12°C /s ； E經吹氣快冷卻至鋅鍋溫度4 5 (TC -46 (TC，鍍鋅結束后經歷氣刀吹刮冷卻至420-430 0C ； F.經過所述氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風冷，最后冷卻至250-300°C，冷卻速度為 6°C /s-9V /s。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述熱軋板的化學成分的重量百分比分別為C 0. 18-0. 21%, S彡0. 010%, P彡0. 01%。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述轉爐中第一爐的終點溫度為1670-1690°C。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述連澆的終點溫度為1660-1680°C。
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述脫氧劑為Al-Fe合金抗化粉。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述脫氧劑的加入量為4kg/t。
8.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述冶煉步驟中，所述渣料為800kg/爐的小粒白灰和200kg/爐的螢石。
9.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述熱軋步驟中，所述連鑄坯加熱溫度為1220-1280°C，終軋溫度為 860-900°C，卷取溫度為 640_700°C。
10.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述冷軋過程中冷軋的壓下率為50%-70%。
全文摘要
本發明公開了一種相變誘導塑性鋼及其制備方法，屬于冷軋熱鍍鋅技術領域，其化學成分重量百分比分別為C0.18%-0.21%，Si10.5%-0.6%，Mn1.8%-2.0%，Nb0.03%-0.04%，P≤0.01%，S≤0.01%，Alt0.8%-1.0%，N≤0.005%，余量為Fe。本發明基于常規噴氣冷卻熱鍍鋅生產方法，提供一種780MPa級汽車用冷軋熱鍍鋅相變誘發塑性鋼及其制備方法，使得冷軋熱鍍鋅相變誘發塑性鋼在滿足設計強度級別的基礎上，具有更好的焊接性和塑性。
文檔編號C21D8/02GK102747276SQ20121026684
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者劉光明, 姜英花, 尉冬, 滕華湘, 王海全, 鄺霜 申請人:首鋼總公司