[发明专利]一种循环轧制高强高韧双相钢制备方法

说明书

本发明公开一种循环轧制高强高韧双相钢制备方法，涉及金属材料加工技术领域，包括以下步骤：步骤1、初轧制：对原料进行高温初轧后水冷至室温，得到初轧钢板；步骤2：大变形循环轧制，具体包括如下步骤：步骤2.1：预处理：将所述初轧钢板加热至Ac₃‑(10～100)℃，并进行保温；步骤2.2：对经过所述步骤2.1的所述初轧钢板进行循环轧制，每道次轧制前，均需要将待轧制的钢板加热至Ac₃‑(10～100)℃并保温后再进行轧制，所述循环轧制中的每道次轧制的压下量为40％至50％，所述循环轧制的总压下量为70％至95％；步骤2.3：将轧制完成的钢板水冷至室温。本发明工艺简单，易于工业规模化应用，生产效率高，产品制造成本低，制备的钢板组织细化均匀，具高强度和优良韧性。

技术领域

本发明涉及金属材料加工技术领域，尤其涉及一种循环轧制高强高韧双相钢制备方法。

背景技术

对于金属结构材料而言，实践和研究结果表明，随着材料强度的逐渐提升，材料的韧性和延展性往往会随之降低，这大大限制了超高强度金属材料在工程上的应用，因此材料的强韧化一直是结构材料研究的重点和难点。晶粒细化是同时提升材料强度和韧性最有效的方法，同时还可以改善材料的加工成型性能，因此如何在现有技术的基础上得到超细晶甚至纳米晶组织是提高材料综合力学性能的重要研究方向。

剧烈塑性变形(Severe Plastic deformation，SPD)作为一种新兴的塑性变形方法，可以在变形过程中引入大量的位错和大角度晶界等缺陷，提供了大量的晶粒形核位置，从而有效细化晶粒，且获得完整大尺寸试样，通过在变形过程中微观组织的控制，可以同时获得具有高强度与大塑性的块体超细晶/纳米晶材料。其最具代表性的工艺包括：高压扭转(High pressure and torsion，HPT)、等径角挤压变形(Equal channel angularpressing，ECAP)、累积叠轧(Accumulative Roll Bonding，ARB)等。大变形轧制作为SPD的代表工艺之一，有着多道次累积变形量大，操作简单，加工工件尺寸要求低等特点，是一种高效方便的晶粒细化方法。专利文献CN109136755A介绍了一种高强度钢板的生产方法，该钢板碳的质量百分比含量小于0.6％，是一种低碳低合金钢，该专利通过热轧结合冷轧，制备出汽车用高强度钢。专利文献CN108265169B介绍了一种高强度钢的处理工艺，通过冷轧结合连续退火，制备出成分均匀的双相钢。

大变形轧制能够有效地细化晶粒，但是其组织往往呈现沿轧制方向的条带状结构，从而导致材料存在较强的各向异性，同时经过强烈塑性变形，材料内部存在较大的内应力，这些因素都会对材料的性能产生不利的影响。作为一种传统的材料加工工艺，热处理能够有效地调整材料的强度和塑性，同时调控材料的组织结构，消除内应力。钢的处理工艺包括正火、退火、淬火、回火，不同的热处理工艺能够对钢的综合力学性能进行不同维度和程度的优化。一般的热处理工艺往往导致晶粒长大，循环热处理却能够通过反复的相变过程使晶粒得到细化。循环热处理工艺一般是指将钢快速加热到Ac₃以上温度进行短时奥氏体化处理，然后快速淬火至室温，并进行多次重复。在循环热处理过程中，每进行一次循环热处理，奥氏体晶粒便得到一定程度的细化，经过多次循环热处理后形成细小或超细奥氏体晶粒，在淬火过程中相变转化为超细马氏体组织。专利文献CN106755774A介绍了一种低碳低合金钢的热处理方法，通过采用高温淬火与两次临界热处理的热处理工艺方案，克服了传统高强钢制备技术的局限性，获得了理想的有“多相、亚稳、多尺度析出”的显微组织结构的高强钢。经过强烈塑性变形之后再进行热处理，能够获得具有超高强度高韧性的超细晶钢，但是其加工工艺流程较为繁琐，加工成本较高，对工厂的场地和设备要求较高。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种生产工艺简单，易于工业规模化应用，生产效率高，产品制造成本低的制备高强高韧双相钢的方法，该方法可将循环热轧制和热处理调控相变组织两种方式相结合，将热处理过程融合到轧制过程中，制备出细化均匀、兼具高强度和优良韧性的钢板组织。

发明内容