[发明专利]一种强塑积大于20GPa·%的经济型高强度冷轧TRIP钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧汽车用钢制造领域，具体涉及一种抗拉强度800MPa以上，强塑积大于20GPa·％的经济型高强度冷轧TRIP钢的生产方法。

背景技术

汽车减重、减排、高安全性的更高要求促使汽车用钢逐步趋于轻量化和高强化。随着强度的提高必然会造成材料韧性的降低，因此，在开发高强钢的同时也要兼顾材料的成形性能。目前传统高强钢强塑积一般在15GPa·％以下，而作为第一代先进高强钢中具有高强度和高塑性优良组合的TRIP钢，其强塑积也一般不超过20GPa·％。根据第三代汽车用钢的研究热点，为了进一步提高强塑积，一种方法可以通过添加Mn通过奥氏体你转变(ART)工艺获得成形性能优良的奥氏体，如中Mn-TRIP钢中Mn含量一般在5％以上，这造成了成本的提高并且对炼钢连铸工艺设备提出了更高的要求；另外一种方法通过淬火配分(Q&P)工艺获得具有一定含量残余奥氏体的马氏体钢，对退火工艺及设备提出更高的要求，如更高的退火温度、更快的冷却速率等，不利于大规模工业应用与推广。

例如：

申请号为CN 103088255的专利文献介绍了一种汽车用高强塑积的低合金高强钢冷轧板的生产工艺，其优点在于通过对成分、热轧、冷轧工艺的优化，生产出高强塑积的低合金高强钢冷轧板，强塑积最高达到15GPa·％；缺点为由于其低合金高强的成分设计，其抗拉强度仅为500MPa，由于强度的限制，应用后轻量化效果不明显。

申请号为CN 104264039的专利文献公开了一种含稀土La，抗拉强度不小于780MPa的TRIP钢板和制备方法，但由于其添加了稀有金属(稀土La)，增加了生产制造成本，且其强塑积均在20GPa·％以下(延伸率转换为A₈₀：A₈₀＝A₅₀×1.15)。

申请号为CN 103555902的专利文献公开了一种980MPa级高强塑积汽车用钢的热处理工艺，其特点在于将经过处理的TRIP780冷轧钢板淬火后在加热到一定温度进行配分，得到强塑积26.3～26.8GPa·％、延伸率达到23.8～24.2％的980MPa级高强塑积汽车用钢；其不足之处在于退火后进行淬火到250℃以下，然后在进行快速加热到400℃左右进行配分，该工艺对退火后的冷速和加热速率要求较高，现行退火线不能满足该工艺条件，难以实现大规模工业应 用。

申请号为CN 101353761的专利文献公开了一种高强度含Al热镀锌TRIP钢的生产方法，其优点为由于采用低Si的成分设计，具有良好的可镀性，强塑积可达到15～22GPa；缺点在于Al含量过高，导致连铸生产困难，难以实现批量工业生产，同时会造成夹杂等表面缺陷；另外其合金体系中添加了Nb、Ti、Cu、Ni等合金元素，增加了生产制造成本。

申请号为CN 104694816的专利文献介绍了一种强塑积大于30GPa·％的高Al中锰钢的制备方法，其优点在于高强度和高延伸率，低密度，能够满足汽车轻量化的选材要求，不足之处在于Mn、Al含量过高，导致生产成本高，连铸和轧制困难，难以大批量工业应用。

申请号为CN 102912219的专利文献介绍了一种高强塑积中Mn-TRIP钢，其特点在于Mn含量在3～8％之间，优点在于该钢种具有良好的强度和延伸率，强塑积达到30GPa·％以上，不足之处在于Mn含量高，生产成本高，连铸和冷轧困难，难以实现稳定批量应用。

发明内容

针对以上现有技术问题，本发明的目的在于提供一种抗拉强度800MPa以上，强塑积大于20GPa·％的经济型高强度冷轧TRIP钢的生产方法，通过采用以C、Si、Mn为主的经济型TRIP钢化学成分设计，制定合适的连续退火温度制度，配合热轧、冷轧工艺，能够获得抗拉强度在800MPa以上、延伸率高于24％的高强度TRIP钢。具体技术方案如下：

一种强塑积大于20GPa·％的经济型高强度冷轧TRIP钢，制造其的主要化学成分重量百分比为：C：0.15～0.25％，Si：1.3～1.7％，Mn：1.5％～2.5％，P：≤0.030％，S：≤0.020％，Al：0.02％～0.06％，余量为Fe和不可避免的杂质。

上述强塑积大于20GPa·％的经济型高强度冷轧TRIP钢的制备方法，包括如下步骤：

(1)冶炼与凝固；

(2)铸坯或铸锭的热连轧；

(3)酸洗冷轧；

(4)连续退火。

进一步地，步骤(1)中适用于转炉、电炉和感应炉冶炼，采用连铸生产铸坯。