[发明专利]一种低密度冷轧中锰钢板及其制备方法

说明书

一种低密度冷轧中锰钢板及其制备方法，属于先进高强钢技术领域；中锰钢的成分按重量百分比为：C：0.20～0.25％，Mn：10.0～11.0％，A1：6.03～7.0％，Ni：3.0～7.72％，余量为Fe及杂质；方法：1)按照成分配比冶炼出钢锭；2)加热锻造；3)钢坯进行多道次热轧；4)热轧板进行快速淬火，后进行回火处理；5)对回火后的实验钢进行酸洗；6)冷轧；7)冷轧板进行临界退火处理，得到低密度冷轧中锰钢板；本发明通过改变钢板的化学成分，添加适当比例的Ni元素，并利用冷轧+临界退火的热处理工艺，在不降低钢板伸长率的条件下，显著提高其强度。

技术领域

本发明属于先进高强钢技术领域，特别涉及一种低密度冷轧中锰钢板及其制备方法。

背景技术

汽车产业是世界上规模最大、最重要的产业之一，汽车产业的发展水平和实力也在一定程度上反映了一个国家的综合国力和竞争力。我国的汽车行业在近十年里经历了快速的发展，对经济的发展起到巨大的拉动作用，并对GDP的增长产生了较高的贡献，但同时汽车行业的发展也给我们国家带来了一系列能源和环保问题。汽车轻量化是解决汽车行业发展所带来的能源和环保问题的一项有效可行措施，也是未来汽车行业发展的突破口。根据相关资料显示：汽车总质量每降低10％，可使燃油效率提高6％～8％；汽车整车质量每减少100Kg，每百公里油耗可降低0.3～0.6L。因此，在油气煤资源的不可再生及大气环境保护的需求背景下，轻量化、绿色环保化已成为世界汽车发展的潮流。

汽车轻量化主要有两个途径，即结构优化和新材料应用。其中新材料应用中通过使用先进高强钢，在满足汽车强度要求的前提下实现减重的目的，是很具潜力的一种轻量化方法。因此许多机构致力于开发新一代轻质高强汽车用钢。Fe-Mn-Al-C系列中锰钢属于第三代先进高强钢，是开发先进高强钢的一个重要方向。研究表明，每添加1％的Al可使中锰钢密度降低1.3％，减重效果明显。但是Al的添加会降低中锰钢组织中奥氏体的体积分数，增加铁素体的体积分数，使奥氏体稳定性提高，减弱相变诱发塑性(TRIP)效应。因此添加少量的Al可在保证Fe-Mn-C系列中锰钢强度和塑性较高的前提下降低其密度，但随着Al含量的增加Fe-Mn-Al-C系列钢组织中铁素体体积分数增加，抗拉强度在694～828MPa范围内，使钢的抗拉强度显著降低，限制了含Al低密度中锰钢在汽车产业的应用。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供一种低密度冷轧中锰钢板及其制备方法。对Al元素含量较高的低密度中锰钢，通过添加合金元素Ni产生弥散硬脆B2相析出，并利用冷轧+临界退火的热处理工艺，获得具有优良综合性能的低密度冷轧中锰钢板。

本发明的一种低密度冷轧中锰钢板，所述中锰钢的成分按重量百分比分别为：C：0.20～0.25％，Mn：10.0～11.0％，A1：6.03～7.0％，Ni：3.0～7.72％，余量为Fe及杂质。

所述低密度冷轧中锰钢板的厚度为1mm，屈服强度为589～1144MPa，抗拉强度为795～1281MPa，总延伸率为19.5～30.5％。

本发明的一种低密度冷轧中锰钢板的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1，冶炼：

按照低密度冷轧中锰钢板的成分配比冶炼浇铸获得钢锭；

步骤2，锻造：

将钢锭加热至1180～1220℃，保温2h，锻造成钢坯；

步骤3，热轧：

钢坯在加热到1180～1220℃，保温2h，经过多道次热轧，初轧温度为1130～1150℃，终轧温度不低于850℃，总压下率为80～90％，随后空冷到室温，得到热轧板；

步骤4，轧后热处理：

(1)将热轧板于765～785℃保温1h，以130～170℃/s的速度快速水淬至室温，得到实验钢；