[发明专利]一种高强塑积中锰钢及其制备方法

说明书

本发明提供一种高强塑积中锰钢及其制备方法，属于汽车用钢领域。中锰钢的化学成分按重量百分比计包括：C：0.1～0.3％、Mn：4～12％、余量为Fe；其制备方法包括：按重量百分比，取中锰钢的化学成分冶炼钢水，浇铸成为铸锭，再将铸锭锻造成为板坯，空冷至室温，切割得到板材；对板材进行多道次温轧处理，得到温轧板；其中相邻两个道次之间进行临界区退火处理；将温轧板在临界区780～810℃下退火保温20～40min，空冷至室温。本发明通过循环温轧+临界退火工艺制备出具有粗晶奥氏体与细晶奥氏体组织的超细晶中锰钢组织，使得材料获得超高强塑积，有助于提高汽车用钢的强度和韧性。

技术领域

本发明涉及汽车用钢领域，尤其涉及一种高强塑积中锰钢及其制备方法。

背景技术

现如今发展以来，由于汽车用钢朝向轻量化和高安全性的标准发展，汽车所用的中锰钢板材已经革新到第三代先进汽车用钢，具有高强塑积(强塑积30Gpa·％)的第三代汽车用钢。

从宏观力学性能方面，传统的第三代汽车先进用钢的强塑积在30Gpa·％，如何获得更高的强塑积性能的中锰钢板材成为如今的研究趋势。同时从微观组织来说，由于中锰钢中冷轧过程中出现奥氏体由于形变产生马氏体组织，导致中锰钢的在冷轧过程中变形抗力较大，同时，由于单道次冷轧及逆相变退火工艺得到的中锰钢组织不均匀，进而导致中锰钢力学性能不好，强塑积较低。如何提高中锰钢的强塑积是目前亟待解决的技术难题。

奥氏体逆相变工艺原理：将马氏体组织加热至奥氏体转变开始温度以上时间，组织将发生奥氏体组织转变，在进一步通过C、Mn元素配分，稳定奥氏体相，使得室温下保留较高含量的奥氏体组织。亚稳奥氏体相在形变过程中能够发生TRIP效应，从而产生持续的加工硬化率，从而实现高强度与高塑性的良好组合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强塑积中锰钢及其制备方法，其通过循环温轧+临界退火工艺制备出具有粗晶奥氏体与细晶奥氏体组织的超细晶中锰钢组织，使得材料获得超高强塑积，有助于提高汽车用钢的强度和韧性。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种高强塑积中锰钢的制备方法，所述中锰钢的化学成分按重量百分比计包括：C：0.1～0.3％、Mn：4～12％、余量为Fe；

所述制备方法包括：

按重量百分比，取所述中锰钢的化学成分冶炼钢水，浇铸成为铸锭，再将所述铸锭锻造成为板坯，空冷至室温，切割得到板材；

对所述板材进行多道次温轧处理，温轧温度为300～400℃，温轧压下率为50～60％，得到温轧板；其中相邻两个道次之间进行临界区退火处理，退火温度为780～810℃，退火时间为5～15min，之后空冷至300～400℃进行下一道次的温轧；

再将所述温轧板在临界区780～810℃下退火保温20～40min，空冷至室温。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述中锰钢的化学成分还包括一种或多种下述按重量百分比计的元素：Al：0～4％；Si：0～2％；Cr：0.2～3.0％；Ni：0.1～3.0％；V：0～2.0％；Mo：0～0.7％；Nb：0～0.3％；Cu：0.5～2.0％。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，对所述铸锭进行锻造的步骤包括将所述铸锭加热至1100～1300℃，保温1.5～2.5h。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，锻造后所述板材的厚度为2～4mm；所述温轧板的厚度为1～2mm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述多道次温轧处理的温轧次数为3次，临界区退火处理的次数为2次。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述中锰钢的化学成分按重量百分比计包括：C：0.26％，Mn：10.02％，Al：2.86％，Si：1.86％，余量为Fe。