本發(fā)明屬于IF鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型高強(qiáng)高塑性IF鋼的制備方法。

背景技術(shù)：

商用無(wú)間隙原子鋼即IF鋼退火后具有優(yōu)良的深沖性能，其延伸率30％以上，在汽車(chē)工業(yè)有著廣泛的用途，然而為保證其延伸率，使得屈服強(qiáng)度較低，只有150MPa左右，雖然冷軋后可將屈服強(qiáng)度提高到600MPa左右，但是延伸率幾乎為0，極大的限制了其發(fā)展。如果能夠通過(guò)新型制備工藝在保證延伸率的同時(shí)，提高其強(qiáng)度到300MPa，就可以減重一半，在實(shí)際使用時(shí)具有巨大的優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，傳統(tǒng)方法制備的IF鋼屈服強(qiáng)度只有150MPa左右，極大的限制了其發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型高強(qiáng)高塑性IF鋼的制備方法，旨在解決傳統(tǒng)方法制備的IF鋼屈服強(qiáng)度較低，極大的限制了其發(fā)展的問(wèn)題。傳統(tǒng)加工方式是將板材冷軋后退火處理，形成均勻的再結(jié)晶組織，從而在一定強(qiáng)度下保證材料的延伸率。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，新型高強(qiáng)高塑性IF鋼的制備方法，所述新型高強(qiáng)高塑性IF鋼的制備方法是在原始材料中引入非均勻性，通過(guò)選取合適熱處理?xiàng)l件調(diào)節(jié)成為具有自相似的從介觀尺度到微觀尺度均具有非均勻特征的層狀組織，從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度高塑性的性能匹配。

進(jìn)一步，所述新型高強(qiáng)高塑性IF鋼的制備方法包括以下步驟：

步驟一，將商用退火態(tài)和冷軋態(tài)板材表面清潔處理后交互疊層至一定厚度，不限制奇數(shù)或偶數(shù)層；

步驟二，疊層后利用熱加工方式在一定壓下量下將分離的板坯壓合；所述熱加工為熱鍛或熱壓縮；

步驟三，采用熱加工或冷加工方式加工成需要尺寸后通過(guò)熱處理調(diào)節(jié)成為具有自相似的從介觀尺度到微觀尺度均具有非均勻特征的層狀組織，簡(jiǎn)稱(chēng)L²組織。

進(jìn)一步，所述步驟一中，表面清潔處理包括：砂紙打磨，酸洗。

進(jìn)一步，所述步驟二中熱加工溫度為300℃-600℃；壓下量為20％-50％。

進(jìn)一步，所述步驟三中原始退火態(tài)及冷軋態(tài)板材的厚度、疊層厚度、熱加工溫度、總壓下量及后續(xù)熱處理溫度等是影響產(chǎn)品性能的重要參數(shù)，可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)獲得所需性能。

本發(fā)明提供的新型高強(qiáng)高塑性IF鋼的制備方法，與其他劇烈塑形變形工藝不同，目前文獻(xiàn)中大量使用的劇烈塑性變形工藝因?yàn)閼?yīng)變量很大，樣品尺寸只能夠滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室測(cè)試使用，而本方面因?yàn)椴捎脽徨?、熱軋、冷鍛及冷軋等常?guī)加工方式，能夠生產(chǎn)大尺度樣品，從而具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。將商用退火態(tài)和冷軋態(tài)板材表面清潔處理后交互疊層至一定厚度，不限制奇數(shù)或偶數(shù)層，從而在原始材料中引入非均勻性；疊層后利用熱加工如熱鍛或熱壓縮等方式在一定壓下量下將分離的板坯壓合。隨后，采用熱加工或冷加工方式加工成需要尺寸后通過(guò)熱處理調(diào)節(jié)成為具有自相似的從介觀尺度到微觀尺度均具有非均勻特征的層狀組織，簡(jiǎn)稱(chēng)L²組織。由于在變形過(guò)程中L²非均勻組織需滿(mǎn)足整體樣品變形協(xié)調(diào)，從而引入了背應(yīng)力強(qiáng)化；同時(shí)合理的層厚分布與晶粒尺寸分布還可以獲得尺寸效應(yīng)和梯度效應(yīng)，在保證材料塑性的條件下得到強(qiáng)化。綜合背應(yīng)力強(qiáng)化、尺寸效應(yīng)強(qiáng)化和梯度效應(yīng)強(qiáng)化使得此方法可以獲得比其他方法更好的強(qiáng)度與塑性匹配，在保證延伸率的同時(shí)，提高強(qiáng)度至少一倍。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的新型高強(qiáng)高塑性IF鋼的制備方法流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的經(jīng)處理后材料的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線示意圖。

圖中CR是商用冷軋板材，AR是商用退火板材，CF是本方法冷加工后板材，曲線1-4為不同熱處理?xiàng)l件對(duì)應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變曲線。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的L²結(jié)構(gòu)的掃描電鏡組織圖。

圖中示例了兩層組織，其中黑色粗線表示大角度晶界，而灰色細(xì)線表示小角度晶界。晶粒尺寸較小的層為細(xì)晶層(圖中上部組織)，含有大量小角度晶界，呈明顯層狀分布，而同時(shí)非均勻分布有部分粗晶；晶粒尺寸較大的層為粗晶層(圖中下部組織)，多為大角度晶界，而同時(shí)非均勻分布有部分層狀細(xì)晶。圖中晶粒尺寸及分布等可通過(guò)熱處理?xiàng)l件控制。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的新型高強(qiáng)高塑性IF鋼的制備方法包括以下步驟：

S101：將商用退火態(tài)和冷軋態(tài)板材表面清潔處理(如砂紙打磨，酸洗等)后交互疊層至一定厚度，不限制奇數(shù)或偶數(shù)層；

S102：疊層后利用熱加工如熱鍛或熱壓縮等方式(300-600℃)在一定壓下量下(20％-50％壓下量)將分離的板坯壓合；

S103：采用熱加工或冷加工方式加工成需要尺寸后通過(guò)熱處理調(diào)節(jié)成為具有自相似的從介觀尺度到微觀尺度均具有非均勻特征的層狀組織，簡(jiǎn)稱(chēng)L²組織；其中，原始退火態(tài)及冷軋態(tài)板材的厚度、疊層厚度、熱加工溫度、總壓下量及后續(xù)熱處理溫度等是影響產(chǎn)品性能的重要參數(shù)，可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)獲得所需性能。

將普通冷軋板與退火板交叉堆疊成奇數(shù)層，通過(guò)熱壓縮方式將多層板坯壓合，空冷后使用冷加工方式如冷鍛及冷軋等方式加工至所需厚度。最后，根據(jù)需要將冷加工后板坯進(jìn)行熱處理，可以獲得不同屈服強(qiáng)度與延伸率匹配的板坯。

下面結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用效果作詳細(xì)的描述。

經(jīng)處理后材料的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2所示，樣品厚度為1.5mm，拉伸樣品標(biāo)距為12mmx2.5mmx1.5mm。圖2中AR及CR為商用退火板及冷軋板，可以看到曲線1，具有與CR樣品接近的抗拉強(qiáng)度，而延伸率提高到13％左右；曲線3和曲線4，其屈服強(qiáng)度是AR樣品的2倍以上，仍能保證均勻延伸率接近30％。而曲線2也具有500MPa左右的屈服強(qiáng)度，接近600MPa的抗拉強(qiáng)度和接近20％的均勻延伸率。綜合性能遠(yuǎn)比目前商用IF鋼優(yōu)異，綜合其制備方式與性能匹配，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。