[发明专利]一种高韧性纤维状马氏体双相钢及制备方法

说明书

本发明涉及一种高韧性纤维状马氏体双相钢及制备方法，属于金属材料技术领域，通过合理的成分设计及工艺控制，使所制备热轧钢材料中存在大量以回火马氏体为基体的含纤维状新鲜马氏体组织的双相钢；两种组织的协同作用使钢材在具有良好韧性的同时保持高强度；该方法包括：S1、将原始钢样品加热到奥氏体单相区并等温一段时间，使其充分奥氏体化，然后冷却至室温，获得全马氏体组织的中间样品；S2、将全马氏体组织的中间样品以特定加热速率加热到两相区温度并保温一段时间，然后冷却至室温，获得稳定的具有纤维状新鲜马氏体和回火马氏体的所述双相钢。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种高韧性纤维状马氏体双相钢及制备方法。

背景技术

汽车轻量化是实现汽车节能减排的重要途径,也是实现碳达峰碳中和目标的重要举措，已成为汽车行业重要技术发展方向。DP钢具有连续屈服、初始加工硬化率高、强度高、塑性好等特点，符合汽车材料轻量化、高性能、安全、环保、节能的发展主题，适合于各种高强度要求，且形状复杂、成形困难的产品，具有极大的开发价值和客观的市场前景。DP钢的性能取决于马氏体的体积分数、晶粒尺寸及其形态和其基体强度。研究表明，纤维状马氏体双相钢可以在不降低或轻微降低强度的前提下大幅提高韧性。然而，传统的DP钢组织为马氏体+铁素体，其中马氏体呈岛状分布在铁素体晶粒之间，其性能的进一步提高得到了限制。

中国发明专利申请公开说明书CN 108018503 B公开了一种层状超细晶铁素体/马氏体钢及其制备方法，其化学组成按重量百分比为：C:0.15-0.25％，Cr:0.5-2.0％，Mn:1.5-3.0％，Si:0.7-2.50％，P：0.05％，S：0.06％，余量为Fe，其微观结构由层状特征的超细晶铁素体/马氏体组成，其室温条件下的屈服强度为836Mpa，抗拉强度为1432Mpa，延伸率为15.8％。虽然此方法可以有效制备层状细晶铁素体/马氏体双相钢，但该工艺要求多次轧制，既增加设备成本，又限制样品尺寸。

因此，有必要研究一种高韧性纤维状马氏体双相钢及制备方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高韧性纤维状马氏体双相钢及制备方法，通过合理的工艺控制，使所制备热轧钢材料中存在大量以回火马氏体为基体的含纤维状新鲜马氏体组织的双相钢；两种组织的协同作用使钢材在具有良好韧性的同时保持高强度。

一方面，本发明提供一种高韧性纤维状马氏体双相钢，所述双相钢的重量百分比组成为：C:0.07-0.25％，Mn:1.5-2.5％，Si:0.5-0.8％，Cr:0.1-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；

所述双相钢的微观结构包括回火马氏体基体和纤维状新鲜马氏体，所述纤维状新鲜马氏体的体积分数占总体积的百分比为20-50％。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述新鲜马氏体的板条宽度为0.2-2μm，相邻两新鲜马氏体间距为0.2-2μm。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述双相钢的抗拉强度Rm为800-1000MPa，屈服强度Rp_0.2为550-700MPa，总延伸率为15-20％。

另一方面，本发明提供一种用于制备如上任一所述高韧性纤维状马氏体双相钢的制备方法，所述方法的步骤包括：

S1、将原始钢样品加热到奥氏体单相区并等温一段时间，使其充分奥氏体化，然后冷却至室温，获得全马氏体组织的中间样品；

S2、将全马氏体组织的中间样品以特定加热速率加热到两相区，保温一段时间后冷却至室温，使得部分奥氏体逆转变为新鲜马氏体，获得稳定的具有纤维状新鲜马氏体和回火马氏体的所述双相钢。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S1和步骤S2中冷却的速率均为50-200K/s。