一种提高冷轧TRIP钢强塑积的热处理方法技术

本发明专利技术属于钢铁材料生产领域，具体涉及一种提高冷轧TRIP钢强塑积的热处理方法。本发明专利技术适用于所有类型的冷轧TRIP钢，其特征在于包括如下步骤：(1)冷轧TRIP钢的2～4次循环快速加热‑快速冷却，加热温度为Ac3至1200℃，保温时间为0～2s，快速冷却后应将TRIP钢冷却至室温。(2)基于步骤(1)的热处理工艺方法：将通过步骤(1)处理的TRIP钢，加热至两相区并保温一定时间，再快速冷却至350～500℃并保温一定时间，最后将TRIP钢冷却至室温。相比于传统的TRIP钢热处理工艺，经本发明专利技术处理的TRIP钢可在抗拉强度基本不变的前提下明显提高延伸率，强塑积可提升30％以上。

A heat treatment method for improving the ductile product of cold rolled TRIP steel

The invention belongs to the field of iron and steel material production, in particular to a heat treatment method for improving the strong plastic product of cold rolled TRIP steel. The invention is suitable for all types of cold rolled TRIP steel, which is characterized by the following steps: (1) fast cooling of the 2~4 cycles of cold rolled TRIP steel, the heating temperature is from Ac3 to 1200 C, the heat preservation time is 0 ~ 2S, and the TRIP steel should be cooled to room temperature after rapid cooling. (2) heat treatment process based on step (1): TRIP steel, treated by step (1), is heated to two phases and heat preservation for a certain time, then cooling to 350~500 C and heat preservation for a certain time, and then cooling TRIP steel to room temperature. Compared to the traditional TRIP steel heat treatment process, the TRIP steel treated by this invention can increase the elongation obviously on the premise that the tensile strength is basically unchanged, and the strong plastic product can be increased by more than 30%.

【技术实现步骤摘要】
一种提高冷轧TRIP钢强塑积的热处理方法
本专利技术属于钢铁材料生产领域，具体涉及一种提高冷轧TRIP钢强塑积的热处理方法。
技术介绍
环境、资源和安全问题随着汽车的快速发展接踵而来，因此，发展低污染、低油耗和高安全的汽车已成为当务之急，这就迫使一些汽车生产企业采用高强度、高塑性钢板作为汽车车身用钢。众所周知，高强度和高塑性是一对矛盾体，钢板强度提高的同时经常会伴随着塑性的显著降低。对汽车结构件而言，即降低了可成形性。钢铁材料显微组织中存在的残余奥氏体在应力或应变诱发作用下向马氏体的转变既能局部提高加工硬化能力并且推迟缩颈的发生，又能改善塑性，该现象被称为相变诱发塑性(Transformation-InducedPlasticity,TRIP)效应。利用该原理研制出的TRIP钢兼具高强度和高塑性，应用TRIP钢制造汽车车身是实现汽车轻量化的有效途径之一。TRIP钢可分为热轧和冷轧TRIP钢。冷轧TRIP钢由于具有表面质量良好和厚度较薄等优点，在实际生产中应用较多。一般冷轧热处理分为五个阶段，快速加热、两相区退火、快速冷却、贝氏体等温以及最后的冷却阶段。传统的冷轧TRIP钢热处理工艺中，退火温度选定在两相区(Ac1以上、Ac3以下，Ac1和Ac3的计算公式如下所示)是为了获得铁素体和奥氏体组织，并实现奥氏体的初次增碳。退火保温时间一般为1min以上，以达到铁素体相和奥氏体相的平衡。Ac1(℃)＝723-10.7Mn-13.9Ni+29Si+16.9Cr+290As+6.38W(1)Ac3(℃)＝910-230C^(1/2)-15.2Ni+44.7Si+104V+31.5Mo+13.1W(2)公式中的元素符号代表其含量(质量分数，％)。在随后的贝氏体等温淬火过程中，部分奥氏体转变成为贝氏体，此过程实现了奥氏体的第二次增碳，使得未发生转变的奥氏体机械稳定性增加。贝氏体等温过程的保温时间一般为1min以上，以使得奥氏体相和贝氏体相达到平衡。在随后的冷却过程中部分奥氏体以亚稳态的形式保留下来，形成残余奥氏体。最终冷轧TRIP钢的显微组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体。钢铁材料的强塑积，即抗拉强度与延伸率的乘积是评价汽车车身用钢的一个重要指标。强塑积越高，说明钢铁材料的能量吸收能力就越强，在汽车发生碰撞过程中吸收的能量就越高，汽车的安全性就越好。经传统热处理工艺生产的冷轧TRIP钢，其显微组织中的残余奥氏体大多呈块状分布在等轴状铁素体晶界处，这种块状残余奥氏体其机械稳定性较差，在拉伸变形的初期就大部分转变成为了马氏体，不利于TRIP钢塑性和强塑积的进一步提高。为了提高TRIP钢的塑性，人们又开发了一种新的热处理工艺，该工艺首先对TRIP钢进行完全奥氏体化(保温3min以上)并淬火，再对TRIP钢进行传统工艺的热处理即可获得具有板条状贝氏体+薄膜状残余奥氏体组织的TRIP钢。薄膜状残余奥氏体其机械稳定性较好，可以在变形过程中持续发生相变，从而改善TRIP钢的塑性，但这种TRIP钢其抗拉强度较低，同样不能获得高的强塑积。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术针对现有的冷轧TRIP钢热处理工艺中存在的问题，本专利技术提供一种提高冷轧TRIP钢强塑积的热处理方法，目的是为了进一步提高冷轧TRIP钢的强塑积，使其应用于汽车车身时可以提供更好的能量吸收能力。具体技术方案如下：一种提高冷轧TRIP钢强塑积的热处理方法，按照以下步骤进行：(1)TRIP钢的循环快速加热-快速冷却，将冷轧TRIP钢板以20℃/s以上的速率加热至Ac3～1200℃短时间保温0～2s，之后再以20℃/s以上的速率冷却至室温；以此方法对TRIP钢进行2～4次的循环快速加热-快速冷却；(2)基于步骤(1)的TRIP钢两相区退火+贝氏体等温淬火的热处理工艺，将通过步骤(1)获得的TRIP钢板，以20℃/s以上的速率加热至两相区(Ac1～Ac3)并保温1～10min，再以20℃/s以上的速率冷却至350～500℃并保温1～10min，最后以5～20℃/s的速率冷却至室温。本方法的有益效果是：(1)现有的TRIP钢热处理技术，提供的显微组织，有些为等轴状铁素体+贝氏体+块状残余奥氏体，有些为板条贝氏体+薄膜状残余奥氏体，均不能明显提高TRIP钢的强塑积。而经本专利技术处理的TRIP钢，其铁素体和残余奥氏体晶粒更加细小，还可以获得一定体积含量的薄膜状残余奥氏体。薄膜状残余奥氏体可明显提高冷轧TRIP钢的塑性，但会降低其抗拉强度，而细小的铁素体则可提高TRIP钢的强度，补偿由薄膜状残余奥氏体出现引起的强度下降。(2)本专利技术可在不改变TRIP钢化学成分的基础上，明显提高其强塑积，使其应用于汽车车身能够提供更高的能量吸收能力。(3)本专利技术的热处理方法，与传统热处理工艺相比，可在抗拉强度基本不变的前提下明显提高延伸率，强塑积可提升30％以上。附图说明图1为本专利技术的实施例1热处理工艺示意图；图2为本专利技术实施例1的EBSD相分布图；图3为对比例1的EBSD相分布图。具体实施方式以下结合具体实施例和对比例对本专利技术的一种提高冷轧TRIP钢强塑积的热处理方法作进一步的详细描述。表1列出了应用本专利技术进行热处理的两种TRIP钢的化学成分，上述两种冷轧TRIP钢均是在25kg的中频真空感应炉中熔炼的，浇注之后，再进行开坯、加热、热轧、冷轧。开坯和热轧的加热温度均为1200℃，开轧温度为1100℃，终轧温度为900℃，热轧板的最终厚度为5mm，冷轧板的最终厚度为1mm。对比例1、2与实施例1、2、3的化学成分一致，为表1中的1#TRIP钢；对比例3、4与实施例4的化学成分相同，为表2中的2#TRIP钢。表1实施例1～4中冷轧TRIP钢的化学成分(质量分数,％)实施例1本实施例采用表1中的1#TRIP钢，本实施例的热处理步骤如下：(1)TRIP钢的2次循环快速加热-快速冷却：在连续退火试验机上将TRIP钢以50℃/s的速率加热至1000℃，保温2s后以40℃/s的速率冷却至温室。以上过程为1次循环的快速加热-快速冷却，总共对TRIP钢进行2次的循环快速加热-快速冷却。(2)将经步骤(1)处理的TRIP钢，进行两相区退火+贝氏体等温淬火：在连续退火试验机上将TRIP钢以40℃/s的速率加热至810℃并保温5min，之后以40℃/s的速率冷却至450℃并保温5min，最后以10℃/s的速率冷却至室温。实施例2本实施例采用表1中的1#TRIP钢，本实施例的热处理步骤如下：(1)TRIP钢的3次循环快速加热-快速冷却：在连续退火试验机上将TRIP钢以50℃/s的速率加热至1000℃，保温2s后以40℃/s的速率冷却至温室。以上过程为1次循环的快速加热-快速冷却，总共对TRIP钢进行3次的循环快速加热-快速冷却。(2)将经步骤(1)处理的TRIP钢，进行两相区退火+贝氏体等温淬火：在连续退火试验机上将TRIP钢以40℃/s的速率加热至810℃并保温5min，之后以40℃/s的速率冷却至450℃并保温5min，最后以10℃/s的速率冷却至室温。实施例3本实施例采用表1中的1#TRIP钢，本实施例的热处理步骤如下：(1)TRIP钢的4次循环快速加热-快速冷却：在连续退火试验机上将TRIP钢以50℃/s的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高冷轧TRIP钢强塑积的热处理方法，其特征在于按照以下步骤进行：(1)TRIP钢的循环快速加热‑快速冷却，将冷轧TRIP钢板以20℃/s以上的速率加热至Ac3～1200℃短时间保温0～2s，之后再以20℃/s以上的速率冷却至室温；以此方法对TRIP钢进行2～4次的循环快速加热‑快速冷却；(2)基于步骤(1)的TRIP钢两相区退火+贝氏体等温淬火的热处理工艺，将通过步骤(1)获得的TRIP钢板，以20℃/s以上的速率加热至两相区(Ac1～Ac3)并保温1～10min，再以20℃/s以上的速率冷却至350～500℃并保温1～10min，最后以5～20℃/s的速率冷却至室温。

【技术特征摘要】
1.一种提高冷轧TRIP钢强塑积的热处理方法，其特征在于按照以下步骤进行：(1)TRIP钢的循环快速加热-快速冷却，将冷轧TRIP钢板以20℃/s以上的速率加热至Ac3～1200℃短时间保温0～2s，之后再以20℃/s以上的速率冷却至室温；以此方法对TRIP钢进行2～4次的循环快速加热-快速...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳，朱雯婷，尤永前，闫述，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21