一种高强韧马氏体中锰钢制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强马氏体中锰钢制备方法，包括：S1.提供包括Mn：8

【技术实现步骤摘要】
一种高强韧马氏体中锰钢制备方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金
，尤其是涉及一种高强韧马氏体中锰钢制备方法。

技术介绍

[0002]为了减少能耗，降低汽车污染物排放，轻量化已成为汽车技术发展的一个重要趋势。为了应对新材料带来的威胁，作为汽车用传统材料的高强韧钢也必须向更高强韧度与更高延伸率大方向不断发展。大量实践表明，先进高强韧度钢的应用是在提高碰撞安全性的同时实现车身轻量化的有效方法。作为第三代汽车用钢的典型代表，中锰钢正在被广泛的研究。
[0003]中锰钢已逐渐成为国内外学术界的研究热点，更被认为是第三代汽车用先进高强韧钢中最具发展前景的新钢种之一。中锰钢具有优良强塑性的同时，还具有良好的低温韧性。由于中锰钢优异的低温韧性，在低温环境相关应用领域具有良好的应用前景与经济效益。近年来，尽管中锰钢生产、制造技术获得了较大发展，但是要大规模应用于汽车制造，仍需要解决由于强度提升而带来的回弹、变形抗力大、生产工艺繁杂等制造技术面临的系列问题。
[0004]如中国专利公开号为CN110055466B的强塑积大于30GPa%的热轧高强韧中锰钢的制备方法，通过薄板坯连铸连轧制备出薄规格中锰钢，解决传统热轧无法生产薄规格中锰钢的问题。然而，该专利制造工艺繁杂，且屈服强度与抗拉强度均处于低水平。
[0005]如中国专利公开号为CN112813348A的一种空冷马氏体和残余奥氏体复相中锰钢轨钢及制备方法，加入了硅元素，稳定碳化物，保证碳分配，这对于获得高强韧韧性的组织具有重要意义，显著提高钢的强度和硬度。然而，该专利须反复锻造、多道次轧制和空冷处理，工艺繁杂，且使用元素成本较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：现今中锰钢制造工艺繁杂，添加稀有金属元素导致成本过高，因此提供了一种高强韧马氏体中锰钢制备方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下：一种高强韧马氏体中锰钢制备方法，包括：S1.提供包括Mn：8
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12%、Al：1.5
‑
2.5%、C≤0.2%、V≤0.1%，余者为Fe以及不可避免杂质的钢锭；S2.对所述钢锭进行热锻加工制得钢坯；S3.对所述钢坯进行热轧处理，制得热轧态钢板；S4.将所述热轧态钢板于900
‑
1000℃下进行固溶处理；S5.将固溶后所述热轧态钢板炉冷至室温，制成所述高强韧马氏体中锰钢。
[0008]由钢锭热锻、热轧处理后制得热轧态钢板，再将热轧态钢板固溶后，直接进行炉冷至室温，制成高强韧马氏体中锰钢，免去了水冷和回火的过程，大大简化了制造工艺。直接
炉冷制得的中锰钢的抗拉强度以及屈服强度均要高于传统水冷及回火制得的中锰钢。
[0009]作为优选，所述炉冷的冷却速率满足，其中，为炉内温度，为炉冷时间。固溶后直接进行炉冷，跳过水冷和回火过程，是对于传统工艺的突破，炉冷的冷却速率是通过曲线拟合而得。
[0010]作为优选，S2中所述热锻温度为1000
‑
1250℃。在金属再结晶温度以上进行的锻造工艺称为热锻，高质量的钢材料可在极高温度下热锻，能获得更好的性能。
[0011]作为优选，S3中所述热轧起始温度为900
‑
1000℃，所述热轧最终温度为800
‑
900℃。热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显着裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。
[0012]作为优选，S3中所述热轧态钢板厚度为2
‑
3mm。
[0013]作为优选，S4中所述固溶处理持续时间为10
‑
30min。
[0014]一种高强韧马氏体中锰钢，按质量百分比包括：Mn：8
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12%、Al：1.5
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2.5%、C≤0.2%、V≤0.1%，余者为Fe以及不可避免的杂质。使用8%
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12%锰元素替代部分镍元素来稳定残余奥氏体，降低原材料价格，节省成本；不使用铬元素等稀有元素，降低成本。
[0015]作为优选，包括马氏体和奥氏体；所述马氏体体积分数为85
‑
88%，所述奥氏体体积分数为12
‑
15%。马氏体的主要特征是高的强度和硬度，奥氏体塑性很好，强度较低，具有一定韧性，不具有铁磁性。马氏体占有85
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88%体积分数，表明高强韧马氏体中锰钢的硬度处于高水平，同时10
‑
12%体积分数的奥氏体为高强韧马氏体中锰钢提供了高塑性。
[0016]作为优选，所述高强韧马氏体中锰钢的屈服强度至少为1000Mpa，所述高强韧马氏体中锰钢的抗拉强度至少为1750MPa。屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，1000MPa以上的屈服强度表明高强韧马氏体中锰钢具有高强韧度，抗拉强度是金属在静拉伸条件下的最大承载能力,1750MPa以上的抗拉强度表明高强韧马氏体中锰钢具有高塑性。
[0017]作为优选，所述高强韧马氏体中锰钢的延伸率至少为15%。延伸率指的是描述材料塑性性能的指标——延伸率δ和截面收缩率，延伸率即试样拉伸断裂后标距段的总变形ΔL与原标距长度L之比的百分数。
[0018]本专利技术的有益效果为：（1）以炉冷代替水冷以及回火的过程，制造工艺更为简单；（2）屈服强度以及抗拉强度优于传统工艺制造的中锰钢。
附图说明
[0019]图1为本实施例一的方法流程图。
[0020]图2为本实施例一的工艺示意图。
[0021]图3为本实施例一的不同工艺对比曲线图。
[0022]图4为本实施例一高强韧马氏体中锰钢SEM图。
[0023]图5为本实施例一水冷配分工艺的中锰钢SEM图。
[0024]图6为本实施例一高强韧马氏体中锰钢组织结构图。
具体实施方式
[0025]一种高强韧马氏体中锰钢制备方法，如图1所示，包括：S1.提供包括Mn：8
‑
12%、Al：1.5
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2.5%、C≤0.2%、V≤0.1%，余者为Fe以及不可避免杂质的钢锭；S2.对钢锭进行热锻加工制得钢坯，热锻温度为1000
‑
1250℃，在金属再结晶温度以上进行的锻造工艺称为热锻，高质量的钢材料可在极高温度下热锻，能获得更好的性能；S3.对钢坯进行热轧处理，制得热轧态钢板，热轧态钢板厚度为2
‑
3mm，热轧起始温度为900
‑
1000℃，热轧最终温度为800
‑
900℃，热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗，热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显着裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能；S4.将热轧态钢板于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强韧马氏体中锰钢制备方法，其特征在于，包括：S1.提供包括Mn：8
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12%、Al：1.5
‑
2.5%、C≤0.2%、V≤0.1%，余者为Fe以及不可避免杂质的钢锭；S2.对所述钢锭进行热锻加工制得钢坯；S3.对所述钢坯进行热轧处理，制得热轧态钢板；S4.将所述热轧态钢板于900
‑
1000℃下进行固溶处理；S5.将固溶后所述热轧态钢板炉冷至室温，制成所述高强韧马氏体中锰钢。2.根据权利要求1所述的高强韧马氏体中锰钢制备方法，其特征在于，所述炉冷的冷却速率满足，其中，为炉内温度，为炉冷时间。3.根据权利要求1或2所述的高强韧马氏体中锰钢制备方法，其特征在于，S2中所述热锻温度为1000
‑
1250℃。4.根据权利要求1所述的高强韧马氏体中锰钢制备方法，其特征在于，S3中所述热轧起始温度为900
‑
1000℃，所述热轧最终温度为800
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900℃。5.根据权利要求2所述的高强韧马氏体中锰...

【专利技术属性】
技术研发人员：何斌斌，李翼，柯甫兵，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：