一种汽车用经济型高铝低硅TRIP钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车用经济型高铝低硅TRIP高强钢及其制备方法，属于汽车用高强钢生产技术领域。所述TRIP钢成分的质量百分数为：C：0.15～0.25％，Si：0.1～0.5％，Al：1.5～3.0％，Mn：1.5～2.5％，Cu：0.1～1.0％，P<0.01％，S<0.005％，余量为Fe。制备方法，包括以下工序：熔炼、浇注、锻造、保温、热轧、卷取、酸洗、冷轧、退火处理。钢中所含微合金元素少，经济利于回收；以Al部分替代Si，提高延伸率，增强冷轧钢板的镀锌性能；加入少量的Cu，通过固溶、析出强化，弥补Al在强度方面的缺陷，增加抗拉强度。热处理工艺通过两相区退火和贝氏体区保温，获得抗拉强度大于780MPa，延伸率超过25％，最高延伸率达到30％，板形、表面质量良好的冷轧板。贝氏体区温度在460℃以上，可以配合镀锌工艺，实现退火‑镀锌一体化，生产汽车用高强镀锌板。

An economical high aluminum and low silicon TRIP steel for automobile and its preparation method

The invention discloses an economical high aluminum and low silicon TRIP high strength steel for automobile and its preparation method, which belongs to the field of high strength steel production technology for automobile. The mass percentage of TRIP steel composition is C:0.15 ~ 0.25%, Si:0.1 ~ 0.5%, Al:1.5 ~ 3%, Mn:1.5 ~ 2.5%, Cu:0.1 ~ 1%, P<, 0.01%, S<, 0.005%, and the allowance is Fe. Preparation methods, including the following processes: melting, pouring, forging, thermal insulation, hot rolling, coiling, pickling, cold rolling, annealing treatment. The steel contains less microalloying elements, which is economically beneficial for recycling. Al partially replace Si to increase elongation and enhance the galvanizing properties of cold rolled steel sheet. A small amount of Cu is added to make up for Al's strength defects and increase tensile strength through solid solution and precipitation strengthening. The heat treatment process is achieved by two phase annealing and bainite zone insulation. The cold-rolled plate with a tensile strength greater than 780MPa, a elongation of over 25%, a maximum elongation of 30%, and a good shape and surface quality is obtained. Bainite zone temperature is over 460 DEG C, can achieve galvanized plating process, annealing integration, production of automotive high strength galvanized plate.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车用经济型高铝低硅TRIP钢及其制备方法
本专利技术属于汽车用高强钢生产
，特别涉及一种汽车用经济型高铝低硅TRIP钢及其制备方法。
技术介绍
先进连续退火与涂镀技术对于热轧-冷却-热处理一体化组织性能控制提出了要求：开发出新一代控制轧制及控制冷却技术；建立绿色化热轧钢材成分和工艺体系，实现“资源节约”和“工艺减量”；60～80％的热轧钢材强度提高100～200MPa，或主要合金元素节省20～30％，节省钢材5～10％，节能10～15％。低碳微合金钢能适应连续退火和热镀锌退火，新一代高强TRIP钢具有强度高、延展性好能优良性能，应用前景广阔。中国专利技术专利申请公开说明书CN102312157A公开了一种高强冷轧TRIP钢的制备方法，成分为：C:0.18～0.23％，Si:1.3～1.6％，Mn:2.1～2.3％，Nb:0.03～0.05％，V:0.03～0.09％，P≤0.01％，S≤0.01％，Al:0.8～1.2％，N≤0.005％。强度虽然达到1000MPa，但是延伸率低于20％。且加入贵重合金元素较多，增加成本，硅含量过高，表面质量不好，镀锌性能不够。中国专利技术专利申请公开说明书CN106868403A公开了一种高表面质量的热镀锌TRIP钢板及其制造方法，成分为：C:0.10～0.15％，Mn:1.20～1.80％，Al:1.20～2.40％，P≤0.03％，S≤0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。这种成分的钢，由于去除了TRIP钢中的Si元素并以Al代替，固溶强化效果显著降低，所生产的钢强度较低，不能满足新一代汽车用钢的要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种汽车用经济型高铝低硅TRIP钢及其制备方法，通过采用经济型TRIP钢成分设计，提高Al的含量保证冷轧板的镀锌性能，加入一定量的Cu补偿钢的强度，制定合适的冷轧退火工艺，获得抗拉强度大于780MPa，最后强塑积能够超过25GPa·％的高强TRIP钢。本专利技术一方面提供一种TRIP钢，成分按质量百分数为：C：0.15～0.25％，Si：0.1～0.5％，Al：1.5～1.8％，Mn：1.5～2.0％，Cu：0.1～1.0％，P&lt;0.01％，S&lt;0.08％，余量为Fe。本专利技术另方面提供上述TRIP钢的制备方法，包括以下工序：熔炼、浇注、锻造、保温、热轧、卷取、酸洗、冷轧、退火处理，其特征在于，所述退火处理，包括三个阶段：(1)在保护气氛下，加热至900～950℃，保温1～3min；(2)以20～30℃/s的冷速降至600～650℃；(3)以1～10℃/s降至460±5℃，保温1～10min，最后吹保护气体，冷却至室温。优选地，所述的保护气氛为氢氮混合气，氢气所占比例为20％，氢气为80％。本专利技术制备的TRIP钢的抗拉强度≥780MPa，延伸率≥24％，进一步优选地，所述TRIP钢的延伸率为30％，强塑积为25GPa·％。与现有技术相比，本专利技术的汽车用经济型高铝低硅TRIP钢及其制备方法，具有以下特点和优势：1.所用合金成分少，成本较低，钢材回收利用率较高。2.Al和Cu都是相对容易获得且易于回收的合金元素，通过添加两种合金元素可以使TRIP钢获得优异的综合性能。3.用Al部分替代TRIP钢中的Si，提高了相变温度，扩大了两相区退火范围，提高钢板表面质量和延伸率，增强冷轧钢的镀锌性能。同时加入一定量的Cu，通过其较强的固溶和析出强化、细化晶粒，弥补Al对钢板强度的削减，提升TRIP钢的抗拉强度。4.热处理工艺采用两相区退火和贝氏体区保温，两相区退火过程中，渗碳体分解，碳元素向形成的奥氏体中聚集，同时贝氏体等温过程中，不易溶于渗碳体的硅、铝等元素的作用，碳和锰的含量进一步向奥氏体中聚集，使得最终形成的奥氏体有足够的稳定性，室温下获得的残余奥氏体较多。5.获得抗拉强度大于780MPa，延伸率超过25％，最高延伸率达到30％，板形、表面质量良好的冷轧板。6.贝氏体区温度在460℃以上，可以配合镀锌工艺，实现退火-镀锌一体化，生产汽车用高强镀锌板.附图说明本专利技术附图4幅，图1为本专利技术的汽车用经济型高铝低硅TRIP钢的轧制及热处理工艺流程；图2为实施例1的拉伸应力应变曲线；图3为实施例2的拉伸应力应变曲线；图4为实施例3的拉伸应力应变曲线。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。图1为本专利技术所提供的汽车用经济型高铝低硅TRIP钢的轧制及热处理工艺流程的一种具体实施方式。1、先将锻锭加热至1200℃保温1～2h，在空气中降至1050±50℃开始热轧。控制每道次压下率在30％～35％，共采用5道次轧制，保证终轧温度在750～800℃，温度降至500～550℃卷取。2、再将卷取的热轧板坯切边后酸洗，去除表面氧化物，进行冷轧，冷轧压下量控制在60～80％。3、退火(1)由于钢中加入一定量的Al，因此热处理实验要在保护气氛(如果采用冷轧板热处理-镀锌一体化工艺，则保护气氛用氢氮混合气)下进行，防止脱碳。(2)在一定保护气氛下，将冷轧板加热至900～950℃，保温1～3min，在两相区进行奥氏体富碳和富锰。(3)以20～30℃/s的冷速降至600～650℃，在这个过程中使Cu持续地析出，进行析出强化。再以1～10℃/s降至460±5℃，然后保温1～10min，460处于本钢材的贝氏体区，发生贝氏体相变，作为钢中最后的硬质相，增加钢的强度。最后吹气(保护气体)冷却至室温。在一种具体实施方式中，上述TRIP钢的轧制及热处理工艺选用的锻锭是在真空感应炉中进行熔炼，在1600～1700℃浇注得铸锭，将所得铸锭加热至1100～1200℃进行锻造，获得的一定尺寸的矩形锻锭。下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1本实施例按成分设计配比备料，真空感应炉中熔炼后在1600℃快速浇注，实际获得钢材成分的质量百分数为：C：0.19％，Si：0.36％，Al：1.59％，Mn：1.57％，Cu：0.37％，P：0.004％，S：0.0029％，余量为Fe，然后将铸锭加热至1100℃锻造成60mm厚的矩形块。将矩形钢块加热到1200℃保温2h，空冷至1050℃开始热轧，待轧至6mm厚时测得终轧温度为780℃，接着空冷至550℃时卷取。将冷轧板酸洗后进行冷轧，控制压下量在70％，得到厚度为1.6mm的冷轧板。接下来将切边后的冷轧板在氢气体积分数为5％的H2+N2混合气氛中进行退火。先将冷轧板加热到930℃，保温60s，然后以30℃/s的速度冷至650℃，再以5℃/s的速度缓冷至450℃，保温180s后吹气冷却室温。所得TRIP钢板表面平整，氧化物较少，观察不到明显的Mn和Si的氧化物。按照ASTM国际标准对钢板进行标准拉伸实验，获得应力应变曲线如图2所示，抗拉强度为790±5MPa，延伸率为32.2％，强塑积大于25GPa·％。实施例2本实施例按成分设计配比备料，真空感应炉中熔炼后在1620℃快速浇注，实际获得钢材成分的质量百分数为：C：0.22％，Si：0.43％，Al：1.61％，Mn：1.8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TRIP钢，其特征在于，所述TRIP钢成分的质量百分数为：C：0.15～0.25％，Si：0.1～0.5％，Al：1.5～3.0％，Mn：1.5～2.5％，Cu：0.1～1.0％，P<0.01％，S<0.005％，余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种TRIP钢，其特征在于，所述TRIP钢成分的质量百分数为：C：0.15～0.25％，Si：0.1～0.5％，Al：1.5～3.0％，Mn：1.5～2.5％，Cu：0.1～1.0％，P&lt;0.01％，S&lt;0.005％，余量为Fe。2.权利要求1所述TRIP钢的制备方法，包括以下工序：熔炼、浇注、锻造、保温、热轧、卷取、酸洗、冷轧、退火处理，其特征在于，所述退火处理，包括三个阶段：(1)在保护气氛下，加热至900～950℃，保温1～3min...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸洪双，黄慧强，闫宁，李洋，郭晓妮，邓永钢，张洁岑，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21