一种TWIP钢及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于金属材料制备技术领域，涉及一种TWIP钢及其制备工艺，通过超声表面滚压处理的方法制备异质结构TWIP钢，仅改变试样表面层的微观结构，在形成表面梯度纳米晶粒结构、梯度形变孪晶以及孪晶间位错团簇的同时，仍然保持心部区域的软粗晶组织，通过异质变形诱导强化，在提升强度的同时，能够尽量减少延展性的损失，可以根据应用需要对工艺进行调整以获得不同性能的TWIP钢，便于工业化推广应用。便于工业化推广应用。便于工业化推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种TWIP钢及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及金属材料制备
，具体为一种TWIP钢及其制备工艺。

技术介绍

[0002]Fe
‑
Mn
‑
C
‑
Al系TWIP钢具有较高的强塑性、优良的延展性、弱磁性及低合金密度让它的应用十分广阔，尤其是在汽车领域的应用尤为突出。强度
‑
延展性权衡是限制结构材料发展所长期存在的一个难题，屈服强度的增加可以允许设计师使用更薄的部分，减轻重量并保持优异的碰撞能量吸收能力，TWIP钢有限的屈服强度严重限制了其实际应用，传统加工方式在提高强度的同时延展性也大大降低，阻碍了工业化进程。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术存在的问题，本专利技术的主要目的是提出一种TWIP钢及其制备工艺。
[0004]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0005]一种TWIP钢的制备工艺，所述TWIP钢的化学成分质量百分比为：C0.40～0.70wt％、Mn 16.65～22.13wt％、Al 1.50～2.11wt％、N≤0.008wt％、S≤0.005wt％、O≤0.002wt％，余量为Fe和不可避免的杂质；包括如下步骤：
[0006]S1、冶炼结束后将铸锭均热至1100～1150℃，然后保温1.0～2.0h；
[0007]S2、采用步骤S1中处理后的铸锭制备超声表面滚压试样；
[0008]S3、对步骤S2制备的试样进行超声表面滚压，超声表面滚压工艺为：试样转速为150～250r/min，给进速率为0.05～0.2mm/r，滚压道次为2～8次，滚压压力为650～850N。
[0009]作为本专利技术所述的一种TWIP钢的制备工艺的优选方案，其中：所述步骤S1中，将铸锭均热至1100℃，然后保温1.0h。
[0010]作为本专利技术所述的一种TWIP钢的制备工艺的优选方案，其中：所述步骤S3中，试样转速为200r/min，给进速率为0.1mm/r。
[0011]为解决上述技术问题，根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0012]一种TWIP钢，采用上述的TWIP钢的制备工艺制备得到。
[0013]作为本专利技术所述的一种TWIP钢的优选方案，其中：所述TWIP钢的化学成分质量百分比为：C 0.40～0.70wt％、Mn 16.65～22.13wt％、Al 1.50～2.11wt％、N≤0.008wt％、S≤0.005wt％、O≤0.002wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0014]作为本专利技术所述的一种TWIP钢的优选方案，其中：所述TWIP钢为异质TWIP钢，其表层包括梯度纳米晶粒、梯度形变孪晶以及孪晶间位错团簇，芯部为软粗晶。
[0015]作为本专利技术所述的一种TWIP钢的优选方案，其中：所述TWIP钢的屈服强度为500
‑
850MPa，抗拉强度为830～1050MPa，延伸率为20～65％，表面硬度为500～645HV。
[0016]本专利技术还提供一种上述的TWIP钢在汽车领域的应用。
[0017]本专利技术的有益效果如下：
[0018]本专利技术提出一种TWIP钢及其制备工艺，通过超声表面滚压的方法制备异质TWIP钢，仅改变试样表面层的微观结构，在形成表面梯度纳米晶粒结构、高密度几何必需位错以及梯度形变孪晶的同时，仍然保持心部区域的软粗晶组织，通过异质强化，在提升强度的同时，能够尽量减少延展性的损失，可以根据应用需要对工艺进行调整以获得不同性能的TWIP钢，便于工业化推广应用。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术的试样在不同道次下的工程应力
‑
应变曲线图；
[0021]图2为本专利技术的试样在不同道次下的屈服强度(YS)、抗拉强度(UTS)和伸长率(EI)数据图；
[0022]图3为本专利技术的试样在不同滚压下的工程应力
‑
应变曲线图；
[0023]图4为本专利技术的试样在不同滚压下的YS、UTS和EI数据图；
[0024]图5为本专利技术的试样沿滚压样品深度方向的显微硬度变化图；
[0025]图6为本专利技术实施例1的试样滚压表面约1μm深度的TEM显微图片。
[0026]图7为本专利技术实施例1的试样滚压表面约50μm深度的TEM显微图片。
[0027]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术的主要目的是提出一种TWIP钢及其制备工艺，解决了传统加工方式在提高强度的同时延展性也大大降低的技术问题。
[0030]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0031]一种TWIP钢的制备工艺，包括如下步骤：
[0032]S1、冶炼结束后将铸锭均热至1100～1150℃，然后保温1.0～2.0h；
[0033]S2、采用步骤S1中处理后的铸锭制备超声表面滚压试样；
[0034]S3、对步骤S2制备的试样进行超声表面滚压，超声表面滚压工艺为：试样转速为150～250r/min，给进速率为0.05～0.2mm/r，滚压道次为2～8次，滚压压力为650～850N。
[0035]优选的，所述TWIP钢的化学成分质量百分比为：C 0.40～0.70wt％、Mn16.65～22.13wt％、Al 1.50～2.11wt％、N≤0.008wt％、S≤0.005wt％、O≤0.002wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0036]优选的，所述步骤S1中，冶炼结束后将铸锭均热至1100～1150℃，然后保温1.0～2.0h；具体的，冶炼结束后将铸锭均热至可以为例如但不限于1100℃、1110℃、1120℃、1130
℃、1140℃、1150℃中的任意一者或任意两者之间的范围；保温时间可以为例如但不限于1.0h、1.25h、1.5h、1.75h、2.0h中的任意一者或任意两者之间的范围。
[0037]优选的，对步骤S2制备的试样进行超声表面滚压，超声表面滚压工艺为：试样转速为150～250r/min，给进速率为0.05～0.2mm/r，滚压道次为2～8次，滚压压力为650～850N；具体的，试样转速可以为例如但不限于150r本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TWIP钢的制备工艺，其特征在于，所述TWIP钢的化学成分质量百分比为：C 0.40～0.70wt％、Mn 16.65～22.13wt％、Al 1.50～2.11wt％、N≤0.008wt％、S≤0.005wt％、O≤0.002wt％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述TWIP钢的屈服强度为500～850MPa，抗拉强度为830～1050MPa，延伸率为20～65％，表面硬度为500～645HV；包括如下步骤：S1、冶炼结束后将铸锭均热至1100～1150℃，然后保温1.0～2.0h；S2、采用步骤S1中处理后的铸锭制备超声表面滚压试样；S3、对步骤S2制备的试样进行超声表面滚压，超声表面滚压工艺为：试样转速为150～250r/min，给进速率为0.05～0.2mm/r，滚压道次为2～8次，滚压压力为650～850N。2.根据权利要求1所述的TWIP钢的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，将铸锭均热至1100℃，然后保温1.0h。3.根据权利要求1所述的TWIP钢的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中，试样转速为200r/min，给进...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄昌凌，杨光凯，杨接明，李长荣，阳辉，王林珠，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：