專利名稱：提高含碳孿晶誘發(fā)塑性鋼強(qiáng)度和屈強(qiáng)比的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種提高孿晶誘發(fā)塑性鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的方法，屬特種鋼制備エ藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于能源和環(huán)境問題而引起了汽車業(yè)減輕車重的變革，人們開始用高強(qiáng)度鋼(HSS,High Strength Steel)來替代軟鋼，這種替代可有效降低車重和油耗，并不降低安全 可靠性。當(dāng)鋼中的錳含量超過18%wt (重量百分?jǐn)?shù))以后，經(jīng)過水淬處理后，其室溫可以獲得全部的奧氏體。這類鋼在拉伸過程中通過孿晶誘發(fā)塑性，使鋼獲得高的塑性，最高延伸率可以達(dá)到60%以上，遠(yuǎn)高于目前在汽車制造中所使用的超深沖鋼的40%的延伸率，這類鋼被稱為孿晶誘發(fā)塑性(TWIP :Twinning Induced Plasticity)鋼。早期,這類鋼的碳含量極低，強(qiáng)度也比較低，抗拉強(qiáng)度一般不超過800MPa。同時(shí)，屈強(qiáng)比(屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值)也比較低，一般都低于O. 5。為了提高TWIP鋼的強(qiáng)度，人們提高了鋼中的含碳量，發(fā)明了含碳量為O. 6%wt左右的高強(qiáng)度TWIP鋼，如含碳O. 6%wt、含錳22%wt的高強(qiáng)度TWIP鋼，其抗拉強(qiáng)度最高可以達(dá)到IOOOMPa左右。但是，這類鋼的屈服強(qiáng)度一般低于500MPa，屈強(qiáng)比依然低于O. 5，導(dǎo)致其應(yīng)用受極大限制。如何進(jìn)ー步提高TWIP鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，特別是提高TWIP鋼的屈強(qiáng)比，目前尚未有可行的方法。為此，迫切需要發(fā)明ー種提高TWIP鋼強(qiáng)度和屈強(qiáng)比的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高TWIP鋼強(qiáng)度和屈強(qiáng)比的方法。本發(fā)明針對(duì)含碳的孿晶誘發(fā)塑性鋼，發(fā)明一種提高其強(qiáng)度和屈強(qiáng)比的制備方法，其特征在于是有以下的過程
a.將具有如下的主要化學(xué)組成及重量百分比為C O. 3 O. 80%, Si O. 10 O. 40%，Mn 15. O 18.0%，F(xiàn)e余量的中碳高錳孿晶誘發(fā)塑性鋼在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，冶煉過程中充氬氣保護(hù)，然后進(jìn)行模鑄；脫模后，鑄錠被加熱至1200°C以上進(jìn)行反復(fù)錘打，成25mm厚的鍛造坯；鍛造坯再被加熱至1200°C，保溫半小時(shí)后進(jìn)行熱軋，熱軋的初軋溫度控制在1100-1150°C，終軋溫度控制在850-1000°C，熱軋至3mm厚，軋后空冷至室溫。b.將熱軋后的鋼板再進(jìn)行20%以上的冷軋變形，就可以獲得抗拉強(qiáng)度大于1200MPa，屈強(qiáng)比大于O. 7的超高強(qiáng)度孿晶誘發(fā)塑性鋼。本發(fā)明針對(duì)全奧氏體的TWIP鋼，采用軋制的方法，通過不同變形量的預(yù)應(yīng)變，使TWIP鋼內(nèi)部形成不同數(shù)量的形變孿晶，這些形變孿晶的存在，一方面提高了再次拉伸時(shí)新的形變孿晶形成的門檻值，從而有效的提高了 TWIP鋼的屈服強(qiáng)度；另一方面，預(yù)變形形成的形變孿晶分割了奧氏體晶粒，在再次拉伸時(shí)使得變形可以更均勻，內(nèi)部的應(yīng)カ集中更不易快速増加，從而有效的提高了抗拉強(qiáng)度。由于屈服強(qiáng)度的大幅度提高，使得鋼的屈強(qiáng)比也大幅度的提高。所以，本發(fā)明方法可以有效的提高TWIP鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比。


圖I為本發(fā)明方法實(shí)施前后TWIP鋼的XRD圖。圖2為本發(fā)明方法實(shí)施前后TWIP鋼的拉伸曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。實(shí)施例I
本實(shí)施例采用實(shí)驗(yàn)室制備的孿晶誘發(fā)塑性鋼，其組成及重量百分含量為c 0.8%，SiO. 3%，Mnl8%，F(xiàn)e余量。其制備過程如下在50kg真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，冶煉過程中充氬氣保護(hù)，然后進(jìn)行模鑄。脫模后，鑄錠再被加熱至1200°C以上進(jìn)行反復(fù)錘打，成25mm厚的鍛 造坯。鍛造坯再被加熱至1200°C，保溫半小時(shí)后進(jìn)行熱軋，熱軋的初軋溫度控制在1100 1150°C，終軋溫度控制在850-1000°C，熱軋至3mm厚，軋后空冷至室溫。采用本發(fā)明方法對(duì)熱軋后鋼板進(jìn)行不同變形量的軋制預(yù)變形(冷軋變形)，就獲得了具有高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比的TWIP鋼。表I是本發(fā)明方法實(shí)施前后TWIP鋼的靜態(tài)力學(xué)性能比較，可見當(dāng)預(yù)變形量達(dá)到17%吋，TWIP鋼的性能為屈服強(qiáng)度880MPa、抗拉強(qiáng)度1200MPa、延伸率39%、屈強(qiáng)比O. 73。經(jīng)過37%預(yù)變形后，TWIP鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都超過1600MPa，屈強(qiáng)比近I。從而實(shí)現(xiàn)了 TWIP鋼的高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比。靜態(tài)檢測(cè)條件應(yīng)變速率為 KT3S'表I本發(fā)明方法實(shí)施前后TWIP鋼的靜態(tài)力學(xué)性能
試樣鶴「— |o )題比
實(shí)施前0%39010005Ρ0.3Ρ
實(shí)施后3%4201020640.41
6,7%5101050580.49
17.3%8801200390.73
27.3%1240OfiO260.91
37.3%1620163014OJP
圖I是本發(fā)明方法實(shí)施前后TWIP鋼的X射線衍射(XRD)圖，由衍射角標(biāo)定出圖中所有的衍射峰都屬于奧氏體的衍射峰，說明本發(fā)明方法實(shí)施前后TWIP鋼的組織都是全部的奧氏體。圖2是本發(fā)明方法實(shí)施前后TWIP鋼的拉伸曲線比較，說明由于本發(fā)明方法的實(shí)施導(dǎo)致TWIP鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比都明顯的提高。
權(quán)利要求
1.提高含碳孿晶誘發(fā)塑性鋼的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比的方法，其特征在于該方法具有以下エ藝過程 a.將具有化學(xué)組成及重量百分比為CO. 5 O. 80%, Si O. 10 O. 40%, Mn 15. O .20. 0%，F(xiàn)e為余量的中碳高錳孿晶誘發(fā)塑性鋼在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，冶煉過程中充氬氣保護(hù)，然后進(jìn)行模鑄；脫模后，鑄錠被加熱至1200°C以上進(jìn)行反復(fù)錘打，成25mm厚的鍛造坯；鍛造坯再被加熱至1200°C，保溫半小時(shí)后進(jìn)行熱軋，熱軋的初軋溫度控制在1100 .1150°C，終軋溫度控制在850 1000°C，熱軋至3mm厚，軋后空冷至室溫； b.將熱軋后的鋼板再進(jìn)行20%以上的冷軋變形，得到抗拉強(qiáng)度大于1200MPa，屈強(qiáng)比大于O. 7的超高強(qiáng)度孿晶誘發(fā)塑性鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高含碳孿晶誘發(fā)塑性鋼的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比的制備方法。屬特種鋼制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。該方法是將具有組成及重量百分比為C0.3～0.80%，Si0.10～0.40%，Mn15.0～18.0%，F(xiàn)e余量的中碳高錳孿晶誘發(fā)塑性鋼在真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，冶煉過程中充氬氣保護(hù)，然后進(jìn)行模鑄；脫模后，鑄錠被加熱至1200℃以上進(jìn)行反復(fù)錘打，成25mm厚的鍛造坯；鍛造坯再被加熱至1200℃，保溫半小時(shí)后進(jìn)行熱軋，熱軋的初軋溫度控制在1100～1150℃，終軋溫度控制在850～1000℃，熱軋至3mm厚，軋后空冷至室溫。將熱軋后的鋼板再進(jìn)行20%以上的冷軋變形，就可以獲得抗拉強(qiáng)度大于1200MPa，屈強(qiáng)比大于0.7的超高強(qiáng)度孿晶誘發(fā)塑性鋼。
文檔編號(hào)C21D8/02GK102690936SQ20121018263
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者史文, 夏禹, 姚靛謙, 曾敬山, 李麟, 符仁鈺 申請(qǐng)人:上海大學(xué)