專利名稱：一種碳硅錳系熱軋q&p鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工領(lǐng)域，是一種碳硅錳系熱軋Q&P鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
汽車在給人民帶來便利的同時，也帶來了交通擁擠、環(huán)境污染等諸多問題。因此， 開發(fā)油耗低和排放少為特征的“環(huán)境友好型汽車”成為未來發(fā)展的趨勢。研究表明，汽車輕量化是實現(xiàn)這一目標的主要措施，車重每減輕10%，可節(jié)省燃油3% 7%。自第一次石油危機后，汽車的輕量化研究工作就開始了，進入20世紀90年代，汽車輕量化得到加速，國際鋼鐵協(xié)會組織的ULSAB-AVC(Ultra-Light Steel Auto Body Advanced Vehicle Concepts) 項目中白車身100%采用了高強度鋼板，其中超過60%為超高強度鋼板，而其參考車中高強度鋼板使用的比例只有20%。隨著汽車輕量化進程的不斷加快，汽車用鋼明顯向高強度、 超高強度方向發(fā)展。2003 年美國柯州礦校 Speer J G 提出了 Q&P (Quenching and Partitioning)工藝，利用碳在馬氏體與奧氏體之間的配分，提高奧氏體的含碳量使其在室溫下穩(wěn)定存在，最終得到室溫組織為馬氏體和奧氏體組織，具有良好的強度、塑性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決汽車板用Q&P鋼在冷軋板的基礎(chǔ)上通過熱處理方式實現(xiàn)，致使工序復雜，并且能耗高的問題。一種碳硅錳系熱軋Q&P鋼的制備方法，鋼的成分百分比為C :1. 5-2.5%，Si 1. 3-1. 8%, Mn 1. 5-2. 0%, S^O. 01%, P^O. 01%，余量為!^e 及不可避免元素。包括以下幾個步驟1)按成分要求冶煉成鋼坯，加熱到1180士30°C并保溫1小時，鍛造成鋼坯；2)將步驟1)得到的鋼坯進行熱軋，具體熱軋工藝分為兩種方法一將鋼坯加熱到1150士50°C，保溫1小時后進行粗軋和精軋，終軋溫度為 T1，其中T1為Art以上30-50°C;空冷至T2溫度，其中T2為Arl至Ar3之間；隨后水冷至T3，其中T3為Ms點以下30-100°C，并在此溫度下模擬卷曲，保溫20-60min，空冷至室溫。方法二 是將鋼坯加熱到1150士50°C，保溫1小時后進行粗軋和精軋，終軋溫度為 T4，其中T4為Ar3以上30-50°C ；隨后水冷至T3，其中T3為Ms點以下30_100°C并在此溫度下模擬卷曲，保溫20-60min，空冷至室溫。合金元素的作用如下C :c在奧氏體中的溶解度要遠遠大于在鐵素體中的溶解度，可有效地延長奧氏體轉(zhuǎn)變前的孕育期，增加奧氏體的穩(wěn)定性；能擴大Y區(qū)，在較寬的溫度范圍內(nèi)促進奧氏體的生成；并且能夠提高鋼的強度。Mn =Mn能增強奧氏體穩(wěn)定性，延長其轉(zhuǎn)變孕育期，同時降低馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度 (Ms)點，形成一定體積分數(shù)的富碳殘余奧氏體。Mn也能夠降低碳在鐵素體和奧氏體中的活
3性，增加鐵素體中碳的穩(wěn)定性。Si 硅是鐵素體形成元素，在熱軋鋼中硅主要是在軋后第一緩冷階段促進鐵素體的生成，通過相變時成分的再分布，使碳向未轉(zhuǎn)變的奧氏體中富集；在卷取等溫階段，硅在鋼中可抑制形成滲碳體，增加碳在奧氏體中的活度，阻礙滲碳體形核和長大，有利于增加室溫下的殘余奧氏體含量及其穩(wěn)定性。本發(fā)明是熱軋后通過對溫度、冷卻方式的控制，從而得到一定體積分數(shù)的馬氏體、殘余奧氏體、鐵素體復相組織，相對于冷軋Q&P鋼，熱軋Q&P鋼不需要冷軋及冷軋后的熱處理工序，可以簡化工藝，降低成本。通過本發(fā)明得到的熱軋Q&P鋼，抗拉強度為 760-1340MPa，延伸率為12-30 %，室溫下可獲得5. 3-10%的殘余奧氏體。


圖1為本發(fā)明熱軋工藝流程2為本發(fā)明方法一得到的金相組織3為本發(fā)明方法二得到的金相組織圖
具體實施例方式實施例1此種熱軋Q&P 成分百分含量為=C :0. 18%, Si :1. 43%, Mn :1. 35%, P ^ 0. 01%, S :0. 00 %，其余為！^及不可避免元素。熱軋工藝方法一通過冶煉、鍛造后，將鋼坯加熱到1200°C，保溫1小時后，經(jīng)粗軋、精軋，終軋溫度為880°C，空冷至780°C后水冷至300°C，模擬卷取并保溫30分鐘，空冷至室溫。經(jīng)力學性能測試，屈服強度為455MPa，抗拉強度為755MPa，延伸率為30%，殘余奧氏體量為8. 53%。金相組織如圖2所示，室溫組織為鐵素體、馬氏體及殘余奧氏體。熱軋工藝方法二 通過冶煉、鍛造后，將鋼坯加熱到1200°C，保溫1小時后，經(jīng)粗軋、精軋，終軋溫度為880°C，水冷至300°C，模擬卷取并保溫30分鐘，空冷至室溫。經(jīng)力學性能測試，屈服強度為870MPa，抗拉強度為1080MPa，延伸率為15%，殘余奧氏體量為6. 2%。室溫組織如圖3 所示，室溫組織為馬氏體、殘余奧氏體。實施例2此種熱軋Q&P 成分百分含量為=C :0. 21%, Si :1. 43%, Mn :1. 51%, P ^ 0. 01%, S^O. 01%，其余為佝及不可避免元素。熱軋工藝方法一通過冶煉、鍛造后，將鋼坯加熱到1150°C，保溫1小時后，經(jīng)粗軋、精軋，終軋溫度為870°C，空冷至780°C后水冷至290°C，模擬卷取并保溫1小時，空冷至室溫。經(jīng)力學性能測試，屈服強度為630MPa，抗拉強度為970MPa，延伸率為21%，殘余奧氏體量為7.8%。金相組織如圖2所示，室溫組織為鐵素體、馬氏體及殘余奧氏體。熱軋工藝方法二 通過冶煉、鍛造后，將鋼坯加熱到1150°C，保溫1小時后，經(jīng)粗軋、精軋，終軋溫度為870°C，水冷至290°C，模擬卷取并保溫1小時，空冷至室溫。經(jīng)力學性能測試，屈服強度為930MPa，抗拉強度為1190MPa，延伸率為14%，殘余奧氏體量為5. 37%。室溫組織如圖3 所示，室溫組織為馬氏體、殘余奧氏體。實施例3此種熱軋Q&P 成分百分含量為=C :0. 2%, Si :1. 5%, Mn 1. 84%, P 0. 005%, S 0. 008%，其余為狗及不可避免元素。熱軋工藝方法一通過冶煉、鍛造后，將鋼坯加熱到1100°C，保溫1小時后，經(jīng)粗軋、精軋，終軋溫度為860°C，空冷至770°C后水冷至280°C，模擬卷取并保溫40分鐘，空冷至室溫。經(jīng)力學性能測試，屈服強度為780MPa，抗拉強度為1018MPa，延伸率為18%，殘余奧氏體量為9. 4%。金相組織如圖2所示，室溫組織為鐵素體、馬氏體及殘余奧氏體。熱軋工藝方法二 通過冶煉、鍛造后，將鋼坯加熱到1200°C，保溫1小時后，經(jīng)粗軋、精軋，終軋溫度為880°C，水冷至280°C，模擬卷取并保溫40分鐘，空冷至室溫。經(jīng)力學性能測試，屈服強度為1020MPa，抗拉強度為1260MPa，延伸率為10%，殘余奧氏體量為6%。室溫組織如圖3所示，室溫組織為馬氏體、殘余奧氏體。實施例4此種熱軋Q&P 成分百分含量為=C :0. 15%, Si :1. 48%, Mn 2. 0%, P ^ 0. 01%, S^O. 01%，其余為佝及不可避免元素。熱軋工藝方法一通過冶煉、鍛造后，將鋼坯加熱到1100°C，保溫1小時后，經(jīng)粗軋、精軋，終軋溫度為880°C，空冷到780水冷至280°C，模擬卷取并保溫1小時，空冷至室溫。經(jīng)力學性能測試， 屈服強度為740MPa，抗拉強度為1050MPa，延伸率為16 %，殘余奧氏體量為8. 6 %。金相組織如圖2所示，室溫組織為鐵素體、馬氏體及殘余奧氏體。熱軋工藝方法二 通過冶煉、鍛造后，將鋼坯加熱到1100°C，保溫1小時后，經(jīng)粗軋、精軋，終軋溫度為880°C，水冷至280°C，模擬卷取并保溫1小時，空冷至室溫。經(jīng)力學性能測試，屈服強度為1040MPa，抗拉強度為1340MPa，延伸率為12%，殘余奧氏體量為5. 3%。室溫組織如圖3 所示，室溫組織為馬氏體、殘余奧氏體。
權(quán)利要求
1. 一種碳硅錳系熱軋Q&P鋼及其制備方法，其特征是鋼的成分百分比為c: 1. 5-2. 5%,Si :1. 3-1. 8%,Mn :1. 3-2. 0%,S ( 0. 01%,P ( 0. 01%，余量為 Fe 及不可避免元素；生產(chǎn)步驟如下1)按成分要求冶煉成鋼坯，加熱到1180士30°C并保溫1小時，鍛造成鋼坯；2)將步驟1)得到的鋼坯進行熱軋，具體熱軋工藝分為兩種方法一將鋼坯加熱到1150士50°C，保溫1小時后進行粗軋和精軋，終軋溫度為T1，其中T1為Art以上30-50°C ；空冷至T2溫度，其中T2為Ari至Art之間；隨后水冷至T3，其中T3 為Ms點以下30-100°C，并在此溫度下模擬卷曲，保溫20-60min，空冷至室溫；方法二 是將鋼坯加熱到1150士50°C，保溫1小時后進行粗軋和精軋，終軋溫度為T4, 其中T4為Art以上30-50°C ；隨后水冷至T3，其中T3為Ms點以下30-100°C并在此溫度下模擬卷曲，保溫20-60min，空冷至室溫。
全文摘要
一種碳硅錳系熱軋Q&P鋼及其制備方法，屬于材料加工領(lǐng)域。材料成分為C1.5-2.5％，Si1.3-1.8％，Mn1.3-2.0％，S≤0.01％，P≤0.01％，余量為Fe。經(jīng)過冶煉，鍛造成鋼坯；熱軋工藝分為兩種一是將鋼坯加熱到1150±50℃，保溫1小時后進行粗軋和精軋，終軋溫度為Ar3以上30-50℃；空冷至Ar1至Ar3之間溫度；隨后水冷至Ms點以下30-100℃，并在此溫度下模擬卷曲，保溫20-60min，空冷至室溫。二是將鋼坯加熱到1150±50℃，保溫1小時后進行粗軋和精軋，終軋溫度為Ar3以上30-50℃；隨后水冷至Ms點以下30-100℃并在此溫度下模擬卷曲，保溫20-60min，空冷至室溫。熱軋Q&P鋼不需要冷軋及冷軋后的熱處理工序，可以簡化工藝，降低成本。通過本發(fā)明得到的熱軋Q&P鋼，抗拉強度為760-1340MPa，延伸率為12-30％，室溫下可獲得5.3-10％的殘余奧氏體。
文檔編號B21B37/74GK102226248SQ201110154249
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者唐荻, 莊寶潼, 江海濤, 程知松, 米振莉, 趙愛民, 陳美芳, 陳銀莉, 陳雨來 申請人:北京科技大學