鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳twip鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合金鋼領(lǐng)域，尤其涉及鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)汽車輕型化、節(jié)能和安全性的要求也越來越高，采用高強(qiáng)度鋼板不但可以實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化，同時(shí)還能提高汽車的被動(dòng)安全性。近幾十年來，汽車工業(yè)對(duì)鋼板的要求是提高強(qiáng)度的同時(shí)具有良好的塑性，TWIP (Twinning InducedPlasticity,孿生誘發(fā)塑性)鋼在保證強(qiáng)度的同時(shí)，具有良好的塑性，是目前汽車用鋼板材料的研宄重點(diǎn)。
[0003]目前已有的TWIP鋼普遍含碳量都在0.10%以下，這些鋼材的延伸率很好，但是屈服強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度比較低，為了提高TWIP鋼的力學(xué)性能，增加含碳量是一種有效的辦法，因此，含碳量在1.10%-1.50%的TWIP鋼進(jìn)行了相關(guān)的研宄。如授權(quán)公告號(hào)為CN101956134B，專利名稱為一種高強(qiáng)度、高塑性含銅高碳TWIP鋼及其制備工藝，該專利中TWIP鋼的鑄造組織中含有大量的碳化物，因此在進(jìn)行熱軋或冷軋前需要在1000-1055°C的溫度下進(jìn)行4-5小時(shí)的固溶處理，然后水淬，以消除碳化物，無形中增加了生產(chǎn)成本，降低了生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼及其制備方法，它是在Fe-Mn-C系TWIP鋼的基礎(chǔ)上通過提高含碳量，并把Mo、Cr作為合金元素加入鋼中，使得高碳TWIP鋼的鑄態(tài)組織中產(chǎn)生少量的碳化物，在進(jìn)行熱軋或冷軋前只需短時(shí)間的固溶處理即可。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼，其組分及重量百分比為:C:1.20%-1.40%，Mn:18.0%-22.0%，Cr:0.06%，Mo:0.60%-1.20%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]所述的鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
1)熔煉:將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應(yīng)爐中，通入保護(hù)性氣體氬氣后進(jìn)行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；
2)固溶處理:將上述鑄坯加熱到1050°C進(jìn)行固溶處理，保溫1.5小時(shí)后，水淬；
3)將固溶處理過的鑄件作為高強(qiáng)度高塑性的鑄件直接使用。
[0007]所述的鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
1)熔煉:將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應(yīng)爐中，通入保護(hù)性氣體氬氣后進(jìn)行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；
2)固溶處理:將上述鑄坯加熱到1050°C進(jìn)行固溶處理，保溫1.5小時(shí)后，水淬； 3)熱軋:將上述固溶處理后的鑄坯加熱至1050°C后，在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋制，終軋溫度保持在850°C以上，采用多道次軋制，每道次的軋制變形量為10%-20%，總軋制的變形量為80%，軋制后的厚度為1.0-1.2mm。
[0008]所述的鉬鉻合金化高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
1)熔煉:將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應(yīng)爐中，通入保護(hù)性氣體氬氣后進(jìn)行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；
2)固溶處理:將上述鑄坯加熱到1050°C進(jìn)行固溶處理，保溫1.5小時(shí)后，水淬；
3)冷軋:將上述固溶處理后的鑄坯放在兩輥軋機(jī)上進(jìn)行多道次軋制，每道次的軋制變形量為5%-10%，總軋制的變形量為60%，軋制后的厚度為1.0-1.2mm。進(jìn)一步的，冷軋后鑄坯在1050°C的溫度下進(jìn)行再結(jié)晶退火，保溫15分鐘后水淬。
[0009]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，通過加入適量的鉬，可以減少碳化物，提高合金鑄態(tài)組織的塑性。因?yàn)?，含鉬碳化物在奧氏體晶界形核困難，生長速度緩慢，所以不易在晶界或晶內(nèi)析出碳化物。鉬還能夠抑制和消除針片狀碳化物的形成。同時(shí)鉬固溶于奧氏體后，使奧氏體進(jìn)一步合金化，能抑制過冷奧氏體分解。加入少量的鉻，由于鉻原子在奧氏體中擴(kuò)散緩慢，與碳原子的交互作用使碳原子擴(kuò)散速度降低，從而提高奧氏體的穩(wěn)定性。因此，加入適量的鉬和鉻，可以減少碳化物的析出。本發(fā)明的TWIP鋼的鑄態(tài)組織中僅有少量碳化物析出，為了消除碳化物進(jìn)行固溶處理的時(shí)間(在1050°c下)大約僅為相同含碳量其它TWIP鋼的1/3-1/4，大大降低了生產(chǎn)成本，顯著提高了生產(chǎn)效率。
[0010]本發(fā)明TWIP鋼經(jīng)過1050°C固溶處理，保溫1.5小時(shí)后水淬制得的力學(xué)性能如下:抗拉強(qiáng)度790-940MPa，屈服強(qiáng)度440_540MPa，延伸率38%_57%。
[0011]本發(fā)明TWIP鋼經(jīng)過1050°C固溶處理，保溫1.5小時(shí)后水淬，采用熱軋(下壓量80%)軋制后制得的力學(xué)性能如下:抗拉強(qiáng)度1150-1200MPa，屈服強(qiáng)度520_605MPa，延伸率48%-56%。
[0012]本發(fā)明TWIP鋼經(jīng)過1050°C固溶處理，保溫1.5小時(shí)后水淬，采用冷軋(下壓量60%)軋制后，經(jīng)1050°C再結(jié)晶退火，保溫15分鐘后水淬制得的力學(xué)性能如下:抗拉強(qiáng)度950-1030MPa，屈服強(qiáng)度 455_530MPa，延伸率 45%_50%。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明鉬鉻合金化高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼，其組分及重量百分比為:C:1.20%-1.40%，Mn:18.0%-22.0%, Cr:0.06%，Mo:0.60%-1.20%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0014]所述的鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
1)熔煉:將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應(yīng)爐中，通入保護(hù)性氣體氬氣后進(jìn)行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；
2)固溶處理:將上述鑄坯加熱到1050°C進(jìn)行固溶處理，保溫1.5小時(shí)后，水淬；
3)將固溶處理過的鑄件作為高強(qiáng)度高塑性的鑄件直接使用。
[0015]所述的鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，該制備方法包括以下步驟: 1)熔煉:將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應(yīng)爐中，通入保護(hù)性氣體氬氣后進(jìn)行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；
2)固溶處理:將上述鑄坯加熱到1050°C進(jìn)行固溶處理，保溫1.5小時(shí)后，水淬；
3)熱軋:將上述固溶處理后的鑄坯加熱至1050°C后，在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋制，終軋溫度保持在850°C以上，采用多道次軋制，每道次的軋制變形量為10%-20%，總軋制的變形量為80%，軋制后的厚度為1.0-1.2mm。
[0016]所述的鉬鉻合金化高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
1)熔煉:將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應(yīng)爐中，通入保護(hù)性氣體氬氣后進(jìn)行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；
2)固溶處理:將上述鑄坯加熱到1050°C進(jìn)行固溶處理，保溫1.5小時(shí)后，水淬；
3)冷軋:將上述固溶處理后的鑄坯放在兩輥軋機(jī)上進(jìn)行多道次軋制，每道次的軋制變形量為5%-10%，總軋制的變形量為60%，軋制后的厚度為1.0-1.2mm。進(jìn)一步的，冷軋后鑄坯在1050°C的溫度下進(jìn)行再結(jié)晶退火，保溫15分鐘后水淬。
[0017]實(shí)施例1:本發(fā)明鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼，其組分及重量百分比為..C:1.20%，Mn:20.7%，Cr:0.06%，Mo:0.95%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0018]所述的鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
1)熔煉:將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應(yīng)爐中，通入保護(hù)性氣體氬氣后進(jìn)行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；
2)固溶處理:將上述鑄坯加熱到1050°C進(jìn)行固溶處理，保溫1.5小時(shí)后，水淬；
3)將固溶處理過的鑄件可以作為高強(qiáng)度高塑性的鑄件直接使用。
[0019]上述方法制得TWIP鋼，其抗拉強(qiáng)度790MPa，屈服強(qiáng)度440MPa，延伸率57%。
[0020]所述的鉬鉻合金化的高強(qiáng)度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，該制備方法包括以下步驟:
1)熔煉:將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應(yīng)爐中，通入保護(hù)性氣體氬氣后進(jìn)行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；
2)固溶處理:將上述鑄坯加熱到1050°C進(jìn)行固溶處理，保溫1.5小時(shí)后，水淬；
3)熱軋:將上述固溶處理后的鑄坯加熱至1050°C后，在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋