一種C-Mn-Al系TRIP590鋼的Q&P熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種C-Mn-Al系TRIP590鋼的Q&P的熱處理方法。本發(fā)明是將經(jīng)過(guò)前處理的TRIP590冷軋鋼板，于1000-1150℃保溫2-5min，保溫結(jié)束后鋼板迅速冷卻至200-220℃保溫10-30s，淬火后再快速加熱到350-370℃進(jìn)行配分，控制配分時(shí)間在30-60s之間，最后進(jìn)行水淬，得到強(qiáng)塑積21000-22000MPa%、延伸率達(dá)到22.0-23.0%的高強(qiáng)塑積汽車用TRIP590鋼。本發(fā)明技術(shù)方案的整個(gè)熱處理流程時(shí)間短，而且?jiàn)W氏體化制度溫度較低，這樣就降低了加熱溫度，節(jié)省了熱處理時(shí)間，相比其他熱處理工藝可以大幅度地提高鋼的生產(chǎn)效率高并且節(jié)約成本，在工業(yè)生產(chǎn)上有更好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】—種C-Mn-Al系TRIP590鋼的Q&P熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種C-Mn-Al系TRIP590鋼的Q&P的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界，汽車與人們的生活已密不可分，但使用汽車帶來(lái)的高能耗、高污染問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。隨著人們對(duì)環(huán)保、資源和能源的重視不斷加強(qiáng)。人們迫切的需要汽車實(shí)現(xiàn)輕量化。
[0003]實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的主要方法是降低鋼板的厚度，但對(duì)于采用傳統(tǒng)工藝成產(chǎn)出的汽車用板材鋼，降低鋼板厚度會(huì)兩大缺點(diǎn)，無(wú)法滿足生產(chǎn)要求。第一，傳統(tǒng)塑性好的鋼材的強(qiáng)度不足，隨著鋼板厚度的降低，汽車的抗變形能力變差，汽車的安全性能得不到保證；第二，傳統(tǒng)強(qiáng)度高的鋼材塑性太差，給汽車生產(chǎn)成型過(guò)程帶來(lái)了極大的困難。
[0004]Q&P (Quenching and Partitioning)熱處理工藝后生產(chǎn)出來(lái)的鋼是一種新型的高強(qiáng)度高塑韌性的馬氏體鋼，屬第三代高強(qiáng)鋼，與傳統(tǒng)鋼材相比具有優(yōu)異的強(qiáng)度和塑性綜合性能，作為汽車結(jié)構(gòu)用鋼可大大減低汽車重量，增強(qiáng)車體抵抗撞擊的能力，提高運(yùn)行安全性，具有很好的發(fā)展前景。
[0005]Q&P熱處理的母材一般為C-Mn-Al系和C-Mn-Si系的鋼，其中C-Mn-Al系的鋼由于Al元素的大量加入可以進(jìn)一步降低鋼的質(zhì)量，應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)鋼上可以達(dá)到節(jié)能減排的目的。TRIP590鋼屬于C-Mn-Al系鋼的一種，這種鋼被廣泛應(yīng)用于Q&P熱處理鋼的母材。
[0006]然而以TRIP590鋼作為母材經(jīng)Q&P熱處理工藝生產(chǎn)出來(lái)的鋼，目前其強(qiáng)塑積都小于20000MPa%，說(shuō)明現(xiàn)有的Q&P 熱處理工藝參數(shù)值尚不能達(dá)到一個(gè)令人滿意效果，其中涉及到的工藝參數(shù)還不能合理地相互配合，因此，Q&P熱處理工藝參數(shù)仍需要不斷摸索。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中熱處理工藝存在的欠缺，本發(fā)明提供一種C-Mn-Al系TRIP590鋼的Q&P的熱處理方法，目的是通過(guò)奧氏體化、淬火、配分制度合理的相互配合，生產(chǎn)出具有更高強(qiáng)塑積的C-Mn-Al系鋼。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行:
Cl)奧氏體化:將經(jīng)過(guò)前處理的C-Mn-Al系TRIP590冷軋鋼板，于1000-1150°C保溫2_5min ；
(2)淬火:保溫結(jié)束后鋼板迅速淬火冷卻至200-220°C保溫，10-30s；
(3)配分:淬火后再快速加熱到350-370°C進(jìn)行配分，控制配分時(shí)間在30-60s之間，最后進(jìn)行水淬，得到強(qiáng)塑積21000-22000MPa%、延伸率達(dá)到22.0-23.0%的高強(qiáng)塑積汽車用TRIP590 鋼。
[0009]所述的前處理是將TRIP590冷軋鋼板除銹去油，清洗干凈，以避免熱處理過(guò)程中的受熱不均。[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是:
本發(fā)明技術(shù)方案中奧氏體制度的選擇與奧氏體、鐵素體體積分?jǐn)?shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，選取兩相區(qū)奧氏體化制度，以實(shí)現(xiàn)奧氏體與鐵素體體積分?jǐn)?shù)的合理分配從而獲得較高的強(qiáng)塑積，最終確定奧氏體化溫度在1000°c -1150°c之間，奧氏體化時(shí)間在2-5min之間，奧氏體化后馬上淬火；
淬火制度的選擇對(duì)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)化程度有很大影響，選取合適的淬火制度，能夠獲得比較適當(dāng)?shù)膴W氏體與馬氏體體積比，本發(fā)明是將奧氏體化后的拉伸試樣迅速放入鹽浴中淬火，淬火溫度在200°C _220°C之間，保溫時(shí)間在10s-30s之間。淬火制度完成后馬上進(jìn)行配分處理；
由于配分制度的合理選擇能夠使碳原子大量有效地富集到奧氏體中，又可以防止碳化物的大量析出，最終使材料獲得大量的殘余奧氏體，從而通過(guò)殘余奧氏體的TRIP效應(yīng)提高材料的強(qiáng)塑積，將淬火后的試樣迅速放入鹽浴中配分，配分溫度在350°C _370°C之間，配分時(shí)間在30s-60s之間，最終得到高強(qiáng)塑積的汽車用鋼。
[0011]本發(fā)明中的熱處理工藝，就是通過(guò)奧氏體化、淬火、配分制度的合理選擇及相互配合盡量大的提高鋼中殘余奧氏體的含量，從而通過(guò)殘余奧氏體的TRIP效應(yīng)大幅提高鋼的強(qiáng)塑積。相比以往的Q&P熱處理制度，本發(fā)明中的奧氏體化、淬火、配分制度配合在一起后，產(chǎn)生的綜合性能更好，能更大幅度的提高材料中的殘余奧氏體含量，從而大幅度提高材料的強(qiáng)塑積，比以往工業(yè)Q&P熱處理生產(chǎn)出的鋼強(qiáng)塑積高，達(dá)到21000MPa%-22000MPa%，其中的延伸率可以達(dá)到23%左右，這是采用標(biāo)準(zhǔn)國(guó)標(biāo)拉伸試樣測(cè)得的，數(shù)值可靠，這樣的延伸率可以大幅的提升鋼的成型性能，因而對(duì)于汽車用鋼而言極具發(fā)展前景。
[0012]而且，本發(fā)明技術(shù)方案的整個(gè)熱處理流程時(shí)間短，而且?jiàn)W氏體化制度溫度較低，這樣就降低了加熱溫度，節(jié)省了熱處`理時(shí)間。這樣相比其他熱處理工藝可以大幅度地提高鋼的生產(chǎn)效率高并且節(jié)約成本，在工業(yè)生產(chǎn)上有更好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1熱處理方法得到的TRIP590鋼的X射線衍射(XRD)圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1熱處理方法得到的TRIP590鋼的TEM圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1熱處理方法得到的TRIP590鋼的掃描透射電子顯微鏡(STEM)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明實(shí)施例中是將熱處理得到的鋼板按照GB/T228-2010制成標(biāo)距為20mm的標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，利用SANS-CMT5105電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、采用橫梁位移速率控制模式在室溫下以2mm/min的速率對(duì)鋼板試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，測(cè)試其抗拉強(qiáng)度、延伸率和強(qiáng)塑積，每實(shí)施例取3個(gè)樣品，結(jié)果取平均值，以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
[0015]實(shí)施例1
將C-Mn-Al系TRIP590冷軋鋼板除銹去油，清洗干凈洗凈，以避免熱處理過(guò)程中的受熱不均。
[0016](I)奧氏體化:將經(jīng)過(guò)前處理的TRIP590冷軋鋼板，于1080°C保溫3min ；(2)淬火:保溫結(jié)束后迅速冷卻至200°C保溫25s；
(3)配分:淬火后再快速加熱進(jìn)行配分，控制配分溫度在370°C，配分時(shí)間為45s，最后進(jìn)行水淬，得到性能強(qiáng)化的鋼，其XRD圖如圖1所示，由計(jì)算公式得出殘余奧氏體的體積分?jǐn)?shù)為16%以上；其TEM圖如圖2所示，從TEM圖片中也可看出大量薄膜狀分布與馬氏體板條間的殘余奧氏體；其STEM圖如圖3所示，從STEM圖上可以看出配分后C和Al元素在奧氏體與中富集，奧氏體周圍的馬氏體區(qū)域C、A1濃度顯著降低。Mn和Fe元素在整個(gè)配分過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)富集現(xiàn)象，均為均勻分布在奧氏體和馬氏體基體中。
[0017]經(jīng)檢測(cè)，其抗拉強(qiáng)度為970MPa，斷后延伸率為22.0%，強(qiáng)塑積達(dá)21340MPa%，遠(yuǎn)高于一般以TRIP590為母材經(jīng)Q&P處理的生產(chǎn)出來(lái)的鋼。
[0018]實(shí)施例2
將C-Mn-Al系TRIP590冷軋鋼板除銹去油，清洗干凈洗凈，以避免熱處理過(guò)程中的受熱不均。
[0019](I)奧氏體化:將經(jīng)過(guò)前處理的TRIP590冷軋鋼板，于1150°C保溫2min ；
(2)淬火:保溫結(jié)束后迅速冷卻至210°C保溫30s；
(3)配分:淬火后再快速加熱進(jìn)行配分，控制配分溫度在350°C，配分時(shí)間60s，最后進(jìn)行水淬，得到性能強(qiáng)化的鋼。
[0020]經(jīng)檢測(cè)，其 抗拉強(qiáng)度為967MPa，斷后延伸率為22.5%，強(qiáng)塑積達(dá)21757MPa%，遠(yuǎn)高于一般以TRIP590為母材經(jīng)Q&P處理的生產(chǎn)出來(lái)的鋼。
[0021]實(shí)施例3
將C-Mn-Al系TRIP590冷軋鋼板除銹去油，清洗干凈洗凈，以避免熱處理過(guò)程中的受熱不均。
[0022](I)奧氏體化:將經(jīng)過(guò)前處理的TRIP590冷軋鋼板，于1000°C保溫5min ；
(2)淬火:保溫結(jié)束后迅速冷卻至220°C保溫IOs；
(3)配分:淬火后再快速加熱進(jìn)行配分，控制配分溫度在360°C，配分時(shí)間30s，最后進(jìn)行水淬，得到性能強(qiáng)化的鋼。
[0023]經(jīng)檢測(cè)，其抗拉強(qiáng)度為970MPa，斷后延伸率為22.2%，強(qiáng)塑積達(dá)21534MPa%，遠(yuǎn)高于一般以TRIP590為母材經(jīng)Q&P處理的生產(chǎn)出來(lái)的鋼。
【權(quán)利要求】
1.一種C-Mn-Al系TRIP590鋼的的Q&P的熱處理方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: (1)奧氏體化:將經(jīng)過(guò)前處理的C-Mn-Al系TRIP590冷軋鋼板，于1000-1150°C保溫2_5min ； (2)淬火:保溫結(jié)束后鋼板迅速淬火冷卻至200-220°C，保溫10-30s； (3)配分:淬火后再快速加熱到350-370°C進(jìn)行配分，控制配分時(shí)間在30-60s之間，最后進(jìn)行水淬，得到強(qiáng)塑積21000-22000MPa%、延伸率達(dá)到22.0-23.0%的高強(qiáng)塑積汽車用C-Mn-Al 系 TRIP590 鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種C-Mn-Al系TRIP590鋼的的Q&P的熱處理方法，其特征在于所述的前處理是將TRIP5`90冷軋鋼板除銹去油，清洗干凈。
【文檔編號(hào)】C21D1/18GK103820613SQ201410082950
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】王建軍, 王炳權(quán), 劉沿東, 孟慶格, 劉春明 申請(qǐng)人:東北大學(xué)