[发明专利]一种低密度Fe-Mn-Al-C热轧Q&P钢及其制造方法有效

专利信息
申请号: 201811467699.7 申请日: 2018-12-03
公开(公告)号: CN109554621B 公开(公告)日: 2020-11-27
发明(设计)人: 袁国;李云杰;康健;毛起佳;王晓晖;李振垒;王国栋 申请(专利权)人: 东北大学
主分类号: C22C38/04 分类号: C22C38/04;C22C38/06;C21D8/02;C22C33/04
代理公司: 沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 21234 代理人: 张志伟
地址: 110169 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 密度 fe mn al 热轧 及其 制造 方法
【说明书】:

发明属于钢铁合金材料技术领域,具体涉及一种低密度Fe‑Mn‑Al‑C热轧QP钢及其制造方法。按重量百分比计,低密度热轧QP钢的化学成分按重量百分比为:0.22~0.25%C,2.8%~3.2%Mn,1.8~2.2%Al,余量为Fe。实验钢在控制轧制后在线空冷至280~340℃,随后炉冷至室温,最终获得少量铁素体、马氏体和残余奥氏体的复相QP组织,抗拉强度≥1135MPa,延伸率19%。与现有QP钢相比,本发明通过合理成分设计,降低实验钢密度,并且减弱马氏体相变对冷速的依赖,以空冷取代淬火过程,克服在线低温淬火(Ms以下)带来的组织性能不均匀及板形不良等难题。

技术领域

本发明属于钢铁合金材料技术领域,具体涉及一种低密度Fe-Mn-Al-C热轧QP钢及其制造方法。

背景技术

随着能源、环境和可持续发展的矛盾日益突出,汽车行业朝着节能、降耗、低碳、环保、绿色的方向发展,这对汽车用材料提出新的挑战。轻量化、安全性是衡量汽车材料的重要指标,因此设计与开发低密度高强塑性材料尤为重要。此外,在钢铁企业面临产能过剩、产品结构失衡、高能耗等严峻形势,急需开发减量化工艺的高品质绿色钢材材料。

淬火-配分(QP)钢被誉为第三代最有潜力的汽车用高强钢,目前经历20余年的研究。基于淬火配分理念演变出一系列研究工艺,如:Q-P-T、QTP等,这些衍生工艺和传统工艺同为冷轧之后采用热处理来获得QP组织,步骤繁杂。国内仅有少数几家钢铁公司能生产工业化产品,均为冷轧退火工艺,生产成本高,限于部分高端车型的应用。

近来年,热轧QP工艺得到关注,热轧QP工艺能实现在线淬火及配分,大幅度的简化传统生产方式。但是现有热轧QP研究严重依赖在线快速冷却,低温淬火控制难,导致板形不良、组织性能不均匀等问题,制约其进一步工业化应用。此外,当前大部分研究获得的QP组织中残余奥氏体含量较低,普遍低于15%,使得高强度(大于1100MPa)的QP组织难以获得良好的均匀及断后延伸率。因此,开发高强塑积新型热轧QP钢以及相应易于控制的生产工艺迫在眉睫。

发明内容

针对现有QP研究中存在的不足,本发明的目的在于提供一种低密度Fe-Mn-Al-C热轧QP钢及其制造方法,通过成分设计来弱化马氏体相变对冷却速度的依赖,实现空冷获得马氏体,而不是像传统热轧QP钢工艺中需要淬火,解决淬火温度难控制的问题。同时,提高组织中残余奥氏体含量,提升综合力学性能。

本发明的技术方案是:

一种低密度Fe-Mn-Al-C热轧QP钢,按重量百分比计,化学成分为:0.22~0.25%C,2.8%~3.2%Mn,1.8~2.2%Al,余量为Fe。

所述的低密度Fe-Mn-Al-C热轧QP钢的制造方法,按以下步骤进行:

1)冶炼、铸造

按化学成分转炉或电炉冶炼+真空炉精炼,铸造成铸坯或锭;

2)加热、热轧

将铸坯或锭加热至1190~1210℃,保温1~1.5h,粗轧开轧温度在1170~1190℃,粗轧为2~3个道次,累计变形量为50~70%得到中间坯;待中间坯温度降低降至920~930℃时进行4~6道次精轧,终轧温度在870~890℃,累计变形量为75~90%;

3)在线冷却及配分

精轧后的轧件从870~890℃空冷却至280~340℃,随后置于预先加热至280~340℃的电阻炉内,随炉冷却至室温。

所述的低密度Fe-Mn-Al-C热轧QP钢的制造方法,热轧QP钢显微组织中,铁素体的体积分数为10~15%、残余奥氏体的体积分数为20~25%,其余为马氏体。

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