本發明屬于鋼鐵合金材料技術領域，具體涉及一種雙相TRIP鋼薄帶及其制備方法。

背景技術：

隨著汽車產業的飛速發展，汽車安全性和輕量化已經成為汽車材料的重要性能指標。目前，先進高強鋼已經成為汽車的重要結構性材料。相變誘發塑性(TRIP)鋼是一種典型的先進高強鋼，具有較好的強度和延伸率組合，已經廣泛應用于汽車結構部件。TRIP鋼的組織主要是由鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體組成，其中殘余奧氏體是其重要的組成相。殘余奧氏體在室溫的穩定性比較差，在一定的變形過程中，會向比較穩定的馬氏體轉變，從而提高材料的均勻變形能力，改善強度和塑性，即發生TRIP效應。鐵素體是TRIP鋼的基體組織，塑性比較好，此外，在鐵素體和奧氏體兩相溫度區間保溫時，鐵素體在可以把自身的碳元素擴散到未相變奧氏體中，從而提高了奧氏體的穩定性。貝氏體是TRIP鋼中的硬質相，可以提高TRIP鋼的強度，此外，鋼板通過貝氏體轉變溫度保溫時，可以利用貝氏體中的碳元素擴散到未相變奧氏體中，從而提高奧氏體穩定性，未相變奧氏體保留至室溫形成殘奧。

目前，冷軋TRIP鋼的傳統生產流程為：冶煉，連鑄，加熱，粗軋，精軋，酸洗，冷軋和退火。其中冷軋TRIP鋼退火工藝主要是將冷軋板直接加熱至鐵素體+奧氏體兩相區溫度保溫一定時間，再快速冷卻至貝氏體轉變溫度等溫相變。利用傳統工藝制備冷軋TRIP鋼生產流程比較長，并且能耗大。此外，傳統冷軋TRIP鋼的退火工藝需要進行貝氏體轉變溫度等溫相變，增加了退火工藝的復雜性。

技術實現要素：

本發明提供一種雙相TRIP鋼薄帶及其制備方法，生產流程短，能耗低，并且退火工藝簡單。

本發明的技術方案如下：

一種雙相TRIP鋼薄帶，其成分按質量百分比為C 0.18～0.4％，Mn 1～4％，Si 0.2～2.2％，Al 2～3％，S<0.002％，P<0.003％，N<0.002％，余量為Fe；其厚度為0.5～1.2mm，抗拉強度為800～1000MPa，斷后延伸率為20～40％。

所述的雙相TRIP鋼薄帶，其組織由鐵素體+殘余奧氏體組成。

一種上述雙相TRIP鋼薄帶的制備方法，包括如下步驟：

(1)按所述成分熔煉鋼水，然后將鋼水澆注到中間包內，再從中間包澆入雙輥薄帶連鑄設備中，經鑄軋獲得厚度為1.8～3.0mm的鑄帶；

(2)將鑄帶冷卻至開軋溫度后進行一道次熱軋，開軋溫度為1000～1100℃，熱軋總壓下量為10～30％，終軋溫度為900～1000℃，獲得的熱軋板空冷至500～650℃進行卷曲；

(3)將所述熱軋板酸洗去除氧化鐵皮，然后進行冷軋，冷軋總壓下量為50～70％，得到冷軋板；

(4)將所述冷軋板加熱至750～900℃保溫3min～5min，再直接淬火至室溫，得到雙相TRIP鋼薄帶。

所述的雙相TRIP鋼薄帶的制備方法，其中所述熱軋板的厚度為1.5～2.4mm；雙相TRIP鋼薄帶的厚度為0.5～1.2mm。

本發明雙相TRIP鋼薄帶的組織特點是：本發明的雙相TRIP鋼的組織由鐵素體+殘余奧氏體組成，與傳統的TRIP鋼的組織(鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體)顯著不同。雙相TRIP鋼薄帶的殘余奧氏體體積分數為15～24％，足夠體積分數的殘余奧氏體，在變形過程中發生較強的TRIP效應，從而使本發明雙相TRIP鋼薄帶具有較好的力學性能。

本發明雙相TRIP鋼薄帶的制備技術特點是：本發明雙相TRIP鋼薄帶的制造采用的是雙輥薄帶連鑄技術。雙輥薄帶連鑄技術是以液態鋼水作為鑄造原料，利用旋轉方向相反兩個的鑄輥作為結晶器，液態鋼水通過中間包澆注在鑄輥間形成熔池并通過鑄輥輥縫凝固并成型，直接制備出厚度為1～5mm的帶材的技術。利用雙輥薄帶連鑄技術可以省去傳統常規帶鋼生產工藝的連鑄機、加熱爐、粗軋機組及精軋機組等生產設備，明顯降低帶鋼生產線占地長度(僅為50～60m)，是鋼鐵產品生產中典型的節能、環保、低成本的短流程技術，因此可以解決傳統TRIP鋼生產流程比較長，并且能耗大問題。

本發明雙相TRIP鋼薄帶的退火工藝特點是：在鐵素體+奧氏體兩相區溫度保溫后直接淬火至室溫，省去了傳統冷軋TRIP鋼的退火工藝的貝氏體相變區域保溫過程，降低了制備工藝的復雜性。

附圖說明

圖1為本發明的雙相TRIP鋼薄帶的制造流程示意圖，其中，1、鋼包，2、中間包，3、熔池，4、鑄輥，5、鑄帶，6、熱軋機，7、熱軋板，8、卷取機，9、酸洗，10、冷軋機，11、冷軋板，12、退火，13、雙相TRIP鋼薄帶；

圖2是本發明實施例1的雙相TRIP鋼薄帶顯微組織的光學顯微鏡照片。

具體實施方式

本發明的鋼水的澆注過程，是將鋼包1中的鋼水澆注到中間包2內，中間包2中的鋼水通過布流水口流入旋轉方向相反的兩個鑄輥和側封板組成的空腔內形成熔池3，鋼液經鑄輥4的輥縫凝固并導出。

本發明實施例中強度和延伸率的測試采用的標準為GB/T228.1-2010，拉伸樣的標距為50mm，室溫下測試，拉伸速率為2mm/min。

本發明實施例中觀測金相組織采用的設備為OLYMPUS-BX53M型光學顯微鏡。

實施例1

本實施例中雙相TRIP鋼薄帶的化學成分見表1。

表1化學成分(wt.％)

其制造方法按照以下步驟進行：

(1)按設定成分熔煉鋼水，然后澆注到中間包2內，再從中間包2澆入雙輥薄帶連鑄設備中，經鑄軋獲得厚度為2.2mm的鑄帶5；

(2)將鑄帶5冷卻至開軋溫度后進行一道次熱軋，開軋溫度為1100℃，熱軋總壓下量為20％，終軋溫度為1000℃，獲得的熱軋板7空冷至650℃進行卷曲；

(3)將熱軋板7酸洗去除氧化鐵皮，然后進行冷軋，冷軋總壓下量為50％，得到0.9mm厚的冷軋板11；

(4)將冷軋板11加熱至780℃保溫5min，再直接淬火至室溫，得到雙相TRIP鋼薄帶13。其組織由鐵素體+殘余奧氏體組成，如圖2所示。其抗拉強度為950MPa，斷后延伸率為35％。

實施例2

本實施例中雙相TRIP鋼薄帶的化學成分見表2。

表2化學成分(wt.％)

其制造方法按照以下步驟進行：

(1)按設定成分熔煉鋼水，然后澆注到中間包2內，再從中間包2澆入雙輥薄帶連鑄設備中，經鑄軋獲得厚度為3.0mm的鑄帶5；

(2)將鑄帶5冷卻至開軋溫度后進行一道次熱軋，開軋溫度為1050℃，熱軋總壓下量為30％，終軋溫度為900℃，獲得的熱軋板7空冷至600℃進行卷曲；

(3)將熱軋板7酸洗去除氧化鐵皮，然后進行冷軋，冷軋總壓下量為70％，得到0.6mm厚的冷軋板11；

(4)將冷軋板11加熱至750℃保溫3min，再直接淬火至室溫，得到雙相TRIP鋼薄帶13。其組織由鐵素體+殘余奧氏體組成。其抗拉強度為990MPa，斷后延伸率為25％。

實施例3

本實施例中雙相TRIP鋼薄帶的化學成分見表3。

表3化學成分(wt.％)

其制造方法按照以下步驟進行：

(1)按設定成分熔煉鋼水，然后澆注到中間包2內，再從中間包2澆入雙輥薄帶連鑄設備中，經鑄軋獲得厚度為1.8mm的鑄帶5；

(2)將鑄帶5冷卻至開軋溫度后進行一道次熱軋，開軋溫度為1000℃，熱軋總壓下量為10％，終軋溫度為900℃，獲得的熱軋板7空冷至550℃進行卷曲；

(3)將熱軋板7酸洗去除氧化鐵皮，然后進行冷軋，冷軋總壓下量為70％，得到0.5mm厚的冷軋板11；

(4)將冷軋板11加熱至900℃保溫5min，再直接淬火至室溫，得到雙相TRIP鋼薄帶13。其組織由鐵素體+殘余奧氏體組成，其抗拉強度為1000MPa，斷后延伸率為20％。

實施例4

本實施例中雙相TRIP鋼薄帶的化學成分見表4。

表4化學成分(wt.％)

其制造方法按照以下步驟進行：

(1)按設定成分熔煉鋼水，然后澆注到中間包2內，再從中間包2澆入雙輥薄帶連鑄設備中，經鑄軋獲得厚度為2.7mm的鑄帶5；

(2)將鑄帶5冷卻至開軋溫度后進行一道次熱軋，開軋溫度為1000℃，熱軋總壓下量為10％，終軋溫度為900℃，獲得的熱軋板7空冷至550℃進行卷曲；

(3)將熱軋板7酸洗去除氧化鐵皮，然后進行冷軋，冷軋總壓下量為50％，得到1.2mm厚的冷軋板11；

(4)將冷軋板11加熱至820℃保溫5min，再直接淬火至室溫，得到雙相TRIP鋼薄帶13。其組織由鐵素體+殘余奧氏體組成，其抗拉強度為800MPa，斷后延伸率為40％。