一种1.1GPa级片层相间的马氏体-铁素体双相钢及其制备方法技术

一种1.1GPa级片层相间的马氏体

【技术实现步骤摘要】
一种1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及双相钢的生产及制备领域，具体涉及到一种1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着“3060”双碳战略的提出，通过提高汽车结构用钢的强度实现汽车轻量化，是节能减排最有效的手段之一，1GPa及以上级别的低合金高强双相钢作为汽车结构用钢的未来发展方向。
[0003]提高钢板的强度的基础上，进一步提升延伸率，降低其屈强比是获得优异的成型性能和良好吸收碰撞能量的保障。研究表明在马氏体
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铁素体双相钢中，其强度和塑性不仅和晶粒尺度、马氏体/铁素体的分布以及软硬相所占的比重有关，马氏体/铁素体的形貌及分布的均匀性对材料的力学性能影响也较为明显。因此通过对双相钢的微观组织形貌及其分布进行调控，是改善该材料的一种较为便捷的途径。
[0004]目前对双相钢性能提升方法还主要以改善组织尺度及软硬相的比例为主，专利CN 110724876 A和专利CN 110331326 A通过轧后在不同温度分阶段冷却的方式来控制F和M比例，专利技术了1100MPa和1000MPa级热轧M和F双相钢，但是该方法得到的产品屈强比在0.6以上，延伸率基本维持在18％以下，且该工艺对温度的控制也是难以稳定实现；而专利CN 107058869 A，公开发表了“一种超低屈强比980MPa级冷轧双相钢及其制造方法”，该专利技术得到屈强比小于0.6的双相钢，但是其断后延伸率均在16％以下；专利CN 109852884 A，公开发表了“一种具有低屈强比和高成形性的冷轧双相钢及生产方法”，虽然屈强比很低和断后延伸率在较高水平，但是强度较低，无法满足目前对材料高强度的要求；同时专利CN 105420605 A,公开发表了“一种超低屈强比冷轧双相钢及其制造方法”也是强度较低；专利CN 101768695 A，公开发表了“1000MPa级Ti微合金化超细晶冷轧双相钢及其制备工艺”在强度上得达到GPa级别，但是延伸率均并没有明显提升。
[0005]在诸多双相组织及性能调控的基础之上，本专利技术为了在现有高强度的基础上，进一步提高延伸率、降低屈强比，通过创新的成分设计，开发了不完全奥氏体化加热的临界淬火热处理工艺，专利技术了一种1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术通过对马氏体
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铁素体双相钢中马氏体和铁素体组织形貌及分布的控制，专利技术了一种由纤维状马氏体和铁素体交替排列构成的一种片层相间的马氏体/铁素体双相钢。该双相钢抗拉强度可达1.1GPa，断后延伸率≥23％，屈强比＜0.55，保证高强度的同时具备优异的延伸率。该专利技术很好的解决双相钢强塑性匹配的问题。
[0007]一种1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢，其特征在于双相钢的化学成分为C：0.10～0.20、Mn：1.75～1.85、Si：1.10～1.35、Al：0.30～0.45、V：0.10～0.30、Ti：
0.01
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0.02、S≤0.008、P≤0.015，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
[0008]进一步地，所述的1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢，屈强比≤0.55、抗拉强度≥1.1GPa、断后延伸率≥23％。
[0009]进一步地，所述的1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢，其室温组织为一种由纤维状马氏体和铁素体交替叠加而成的片层相间的双相钢。
[0010]如上所述的1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢的制备方法，通过在给定范围对热处理加热温度、保温时间和热处理循环的次数进行合理控制，均能生产出该1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢。制备步骤如下：
[0011](1)冶炼和锻造：真空感应炉冶炼，过程中精确控制合金成分严格控制P、S、元素的含量，在实验室锻造呈成寸为50mm
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50mm的方坯，终锻温度大于950℃；
[0012](2)加热：采用KSL
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1200X电阻炉加热，加热温度为1150
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1200℃，加热时间90
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120min，出炉后去除氧化铁皮；
[0013](3)轧制：将加热后的坯料进行轧制，开轧温度为1050～1100℃，经过多道次轧制，终轧温度为930℃～950℃；
[0014](4)冷却：对步骤(3)获得的轧后钢板进行淬水处理；
[0015](5)热处理：对步骤(4)获的淬火样品进行热处理，将样品加热到Ac1～Ac3温度区间的某一温度，保温2
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3min，水淬到室温，该热处理方式循环重复操作2次及以上，均可得到该片层相间的马氏体
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铁素体双相钢。
[0016]本专利技术提出的超低屈强比、高延伸率、1.1GPa级片层相间马氏体
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铁素体构成的双相钢及其制备方法，其化学成分及其合金元素质量百分比(wt.％)含量为C：0.10～0.20、Mn：1.75～1.85、Si：1.10～1.35、Al：0.30～0.45、Ti：0.01～0.02、V：0.10～0.30、S≤0.008、P≤0.015，余量为Fe和其它不可避免的杂质。且本专利技术提供的片层相间的马氏体
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铁素体双相钢Rm≥1.1GPa，室温组织是纤维状马氏体和纤维状铁素体交替排列构成的片层相间的结构。
[0017]本专利技术还提供了该双相钢的具体制备方法，该专利技术产品采用真空炉冶炼，严格控制P、S等有害元素含量，然后在实验室锻造成50mm
×
50mm的锻坯，具体轧制工艺为：将锻坯置于加热炉中升温到1150℃～1200℃，保温90
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120min，取出后去除表面氧化铁皮，在实验室轧机上进行轧制，开轧温度为1000℃～1050℃，在奥氏体区进行多道次轧制，终轧温度在930℃～950℃，然后直接水淬到室温，再置于Ac1～Ac3之间温度，保温2～3min，直接淬火到室温，该热处理方式重复操作2次及其以上，均可得到该1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢。
[0018]本专利技术技术关键点在于
[0019]1、本专利技术采用新颖的成分设计，主要以普通合金成分，配合少量微合金元素，在降低成本上具有一定优势，本专利技术与对比钢典型的合金成分及百分比含量如表1所示；同时，在力学性能上本专利技术与对比专利技术相比，在具备同等抗拉强度水平的前提下具备更高的断后延伸率和更低或相近的屈强比，在同等水平的断后延伸率或者屈强比的前提下，本专利技术具备优异的抗拉强度。具体参数见图4。
[0020]表1本专利技术合金成分与对比专利技术典型成分对比
[0021] CSiMn本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢，其特征在于双相钢的化学成分为C：0.10～0.20、Mn：1.75～1.85、Si：1.10～1.35、Al：0.30～0.45、V：0.10～0.30、Ti：0.01
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0.02、S≤0.008、P≤0.015，余量为Fe和其他不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢，其特征在于，屈强比≤0.55、抗拉强度≥1.1GPa、断后延伸率≥23％。3.根据权利要求1或2所述的1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢，其特征在于，其室温组织为一种由纤维状马氏体和铁素体交替叠加而成的片层相间的双相钢。4.根据权利要求1所述的1.1GPa级片层相间的马氏体
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铁素体双相钢的制备方法，其特征在于，通过在给定范围对热处理加热温度、保温时间和热处理循环的次数进行合理控制，均能生产出该...

【专利技术属性】
技术研发人员：武会宾，丁超，张鹏程，刘金旭，黄曼丽，宁博，张智慧，张雅静，张游游，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：