【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及twip钢，特别涉及一种高屈服强度高强塑积twip钢及其制备方法。
技术介绍
1、相关数据显示，汽车整体重量减轻10％，相应的油耗会减少3％～7％。因此在保证汽车安全性的同时，应用大量的高强钢使车身轻量化是未来汽车行业发展的方向。孪晶诱发塑性(twip)钢是第二代汽车用高强钢的一种，具有优异的强塑性、高应变硬化性和高能量吸收能力，是一种理想的汽车用抗冲击结构材料，引起了钢铁及汽车工业界的广泛关注。然而，与其它汽车用先进高强钢相比，twip钢的屈服强度较低，导致以屈服强度为准则的工程设计中，利用twip钢减少零部件壁厚和重量的目标受到了限制。
2、为解决上述问题，研究人员对twip钢的强化机制和加工工艺方面开展了大量研究，发现twip钢中的主要强化机制为：固溶强化、晶界强化、位错强化、析出相强化，从而开发了多种提高twip钢屈服强度的技术，包括：部分再结晶、预变形、晶粒细化、析出强化和微合金化等。其中部分再结晶、预变形工艺都能借助位错强化提高twip钢的屈服强度，但会使twip钢的塑性显著下降。而细化晶粒虽然是能够有效提高twip钢屈服强度的有效手段，但单纯通过晶粒细化提高屈服强度存在极限，在实际工业生产过程中，获得3μm以下晶粒尺寸的twip钢的加工难度很大。例如在cn106191404a和cn113930659a中，为了使twip钢获得1μm左右的晶粒尺寸，分别需要经过热轧+温轧+异步轧制+冷轧+高温短时退火工艺或热轧+低温冷轧+瞬时退火+回火工艺，工业生产的工艺难度很大。可见，现有的twip钢还不能
技术实现思路
1、鉴于上述情况，本专利技术旨在提供一种高屈服强度高强塑积twip钢及其制备方法，用于解决现有twip钢的力学性能不能满足需求或工艺难度大、成本高的问题。
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、一方面，本专利技术提供了一种高屈服强度高强塑积twip钢，高屈服强度高强塑积twip钢的组分以质量百分比计包括：mn：15％～20％、c：0.3％～0.9％、al：0.8％～2.5％、si：0.8％～2.5％、cr：0.1％～2.4％、v：0.001％～0.5％、nb：0.001％～0.3％、ti：0.001％～0.07％、p≤0.01％％、s≤0.008％，余量为fe及不可避免的杂质。
4、进一步的，高屈服强度高强塑积twip钢的组分以质量百分比计为：mn：16％～20％、c：0.4％～0.9％、al：0.85％～2.5％、si：0.9％～2.5％、cr：0.1％～2.4％、v：0.1％～0.5％、nb：0.005％～0.3％、ti：0.03％～0.07％、p≤0.01％％、s≤0.008％，余量为fe及不可避免的杂质。
5、进一步的，高屈服强度高强塑积twip钢的微观组织为完全再结晶的奥氏体晶粒+碳化物析出相。
6、进一步的，高屈服强度高强塑积twip钢的微观组织中，碳化物主要包括(ti,nb)c和v4c3。
7、本专利技术还提供了一种上述高屈服强度高强塑积twip钢的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤1、熔炼、浇注为钢锭；
9、步骤2、两阶段均匀化处理；
10、步骤3、锻造；
11、步骤4、多道次热轧后空冷至室温；
12、步骤5、将热轧板进行多道次冷轧；
13、步骤6、再结晶退火处理，得到高屈服强度高强塑积twip钢。
14、进一步的，步骤2中，两阶段均匀化处理的步骤包括：
15、s201、升温至640～660℃，保温1～2h；
16、s202、继续升温至1140～1160℃，保温17～25h后空冷。
17、进一步的，s201中的升温速率小于s202中的升温速率。
18、进一步的，步骤3中，控制锻造的始锻温度为1080～1130℃，终锻温度为960～1010℃。
19、进一步的，步骤4中，热轧的开轧温度为1080～1130℃，终轧温度为960～1010℃。
20、进一步的，步骤6中，再结晶退火处理的步骤包括：在950～1150℃保温5～80min。
21、与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
22、a)本专利技术的高屈服强度高强塑积twip钢采用fe-mn-c-al-si-cr成分体系为基体成分，通过精确控制各个元素的含量，保证本专利技术的twip钢具有较好的奥氏体稳定性，完全再结晶退火后的显微组织为完全再结晶的奥氏体晶粒+碳化物析出相，奥氏体晶粒的平均晶粒尺寸在3～40μm，碳化物主要包括(ti,nb)c和v4c3，(ti,nb)c的尺寸在10～30μm，v4c3的尺寸在5～40nm，层错能在20～30j/m2范围内，保证了本专利技术的twip钢具有高屈服强度高强塑积。
23、b)本专利技术的twip钢，通过v、nb、ti的复合合金化，使得twip钢中存在尺寸较大的(ti,nb)c析出相和弥散分布的纳米级析出相v4c3；(ti,nb)c尺寸大约为10～30μm左右，在高温时析出，能够钉扎晶粒，阻碍了热轧时奥氏体晶粒的长大；而纳米级析出相v4c3尺寸大约为5～40nm左右，在变形时阻碍位错运动，从而显著提高twip钢的强度和塑性。
24、c)本专利技术的高屈服强度高强塑积twip钢的制备方法中采用的多道次热轧+冷轧+再结晶退火工艺，方法简单经济，具有较高的工艺可行性，能够依托现有生产线实现大规模工业化生产。
25、d)本专利技术的高屈服强度高强塑积twip钢具有高屈服强度高强塑积。具体性能如下：屈服强度为540mpa以上(例如545～680mpa)，抗拉强度为960mpa以上(例如967～1110mpa)，延伸率为50％以上(例如51％～60％)，强塑积为52730mpa％以上(例如52730～64410mpa％)。
26、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的内容来实现和获得。
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1.一种高屈服强度高强塑积TWIP钢，其特征在于，所述高屈服强度高强塑积TWIP钢的组分以质量百分比计包括：Mn：15％～20％、C：0.3％～0.9％、Al：0.8％～2.5％、Si：0.8％～2.5％、Cr：0.1％～2.4％、V：0.001％～0.5％、Nb：0.001％～0.3％、Ti：0.001％～0.07％、P≤0.01％％、S≤0.008％，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高屈服强度高强塑积TWIP钢，其特征在于，所述高屈服强度高强塑积TWIP钢的组分以质量百分比计为：Mn：16％～20％、C：0.4％～0.9％、Al：0.85％～2.5％、Si：0.9％～2.5％、Cr：0.1％～2.4％、V：0.1％～0.5％、Nb：0.005％～0.3％、Ti：0.03％～0.07％、P≤0.01％％、S≤0.008％，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的高屈服强度高强塑积TWIP钢，其特征在于，所述高屈服强度高强塑积TWIP钢的微观组织为完全再结晶的奥氏体晶粒+碳化物析出相。
4.根据权利要求1所述
5.一种权利要求1至4任一项所述的高屈服强度高强塑积TWIP钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，两阶段均匀化处理的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S201中的升温速率小于S202中的升温速率。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，控制锻造的始锻温度为1080～1130℃，终锻温度为960～1010℃。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，热轧的开轧温度为1080～1130℃，终轧温度为960～1010℃。
10.根据权利要求5至9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，再结晶退火处理的步骤包括：在950～1150℃保温5～80min。
...【技术特征摘要】
1.一种高屈服强度高强塑积twip钢，其特征在于，所述高屈服强度高强塑积twip钢的组分以质量百分比计包括：mn：15％～20％、c：0.3％～0.9％、al：0.8％～2.5％、si：0.8％～2.5％、cr：0.1％～2.4％、v：0.001％～0.5％、nb：0.001％～0.3％、ti：0.001％～0.07％、p≤0.01％％、s≤0.008％，余量为fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高屈服强度高强塑积twip钢，其特征在于，所述高屈服强度高强塑积twip钢的组分以质量百分比计为：mn：16％～20％、c：0.4％～0.9％、al：0.85％～2.5％、si：0.9％～2.5％、cr：0.1％～2.4％、v：0.1％～0.5％、nb：0.005％～0.3％、ti：0.03％～0.07％、p≤0.01％％、s≤0.008％，余量为fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的高屈服强度高强塑积twip钢，其特征在于，所述高屈服强度高强塑积twip钢的微观组织为完全再结晶的奥氏体晶粒+...
【专利技术属性】
技术研发人员：周晓舟，孟利，张宁，杨勇，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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