本發(fā)明大體上涉及雙相鋼(超強雙相鋼)和制造所述雙相鋼的方法。
背景技術：
：：1、具有高強度和良好延性兩者的高性能鋼的發(fā)展由它們在汽車、航空、航天、電力和運輸中的廣泛結構應用驅(qū)動。例如，具有高強度的鋼在汽車工業(yè)(其如今是全球主要的溫室氣體排放源之一)中可提供在碰撞保護方面的高乘客安全性、高重量減輕和節(jié)能潛力。但是，高強度鋼也需要具有良好延性。例如，在汽車工業(yè)中用于制造復雜汽車部件的冷沖壓技術需要具有良好延性的鋼。此外，高強度和良好延性(即均勻伸長率)的組合可提供具有韌性的顯著增加以及優(yōu)異的抗疲勞性的鋼。高性能鋼包括但不限于汽車工業(yè)中所用的先進高強度鋼(ahss)。如今，汽車工業(yè)和鋼鐵工業(yè)中的研究人員都在追尋新的高性能鋼以滿足來自政府的苛刻標準(即重量減輕和節(jié)能)以及提高市場份額。2、ahss已經(jīng)歷三代改進。第一代ahss包括雙相(dp)鋼、相變誘發(fā)塑性(trip)鋼、復相(cp)鋼和馬氏體(mart)鋼，它們都具有大約20,000mpa％的能量吸收。第二代ahss包括孿晶誘發(fā)塑性(twip)鋼，其具有大約60,000mpa％的優(yōu)異能量吸收；但其具有低屈服強度并可能發(fā)生氫脆。最近，研究人員對開發(fā)第三代ahss，即具有大約40,000mpa％的能量吸收和改進的屈服強度的鋼，產(chǎn)生興趣。3、中錳(mn)鋼，其具有3至12重量％的mn含量，具有達到第三代ahss需要的力學性能目標的潛力。shi等人的文章，“enhanced?work-hardening?behavior?and?mechanicalproperties?in?ultrafine-grained?steels?with?large-fractioned?metastableaustenite,”scripta?materialia,63(2010)第815-818頁，公開了5mn鋼(fe-0.2c-5mn，wt.％)可具有1420mpa的拉伸強度和31％的總伸長率。但這種5mn鋼具有相對較低的屈服強度(即～600mpa)，這限制了其在其中高屈服強度為主要設計標準的部件中的應用。在lee等人的文章“tensile?behavior?of?intercritically?annealed?10pct?mn?multi-phasesteel”metallurgical?and?materials?transactions,45a(2014),第749-754頁中，提出了具有出色延性(～65％)的10mn鋼(fe-10mn-0.3c-3al-2si，wt.％)。這種杰出的拉伸延性歸因于twip和trip效應的順序運作。要指出，這種10mn鋼也具有低屈服強度(～800mpa)。5mn和10mn鋼都具有低屈服強度的根本原因在于它們含有軟鐵素體作為它們的主要組成相(體積分數(shù)～30-70％)并且它們沒有額外的沉淀強化。4、因此，重要的是提高中mn鋼的屈服強度；但仍保持良好延性(即均勻伸長率)以擴大它們的潛在結構應用。技術實現(xiàn)思路1、本發(fā)明提供了一種雙相鋼，特別是超強和延性雙相鋼，和制造所述雙相鋼的方法。2、在一個說明性實施方案中，雙相鋼包含或由以下構成：8-12重量％或9-11重量％或9.5-10.5重量％mn、0.3-0.6重量％或0.38-0.54重量％或0.42-0.51重量％c、1-4重量％或1.5-2.5重量％或1.75-2.25重量％al、0.4-1重量％或0.5-0.85重量％或0.6-0.8重量％v和余量fe。在根據(jù)本發(fā)明的雙相鋼的另一實施方案中，c含量高于0.3重量％和/或al含量低于3重量％。3、優(yōu)選地，所述雙相鋼包含10重量％mn、0.47重量％c、2重量％al、0.7重量％v和余量fe，或由10重量％mn、0.47重量％c、2重量％al、0.7重量％v和余量fe構成。4、再更優(yōu)選地，所述雙相鋼由馬氏體和殘余奧氏體相構成。5、在一個進一步優(yōu)選的實施方案中，在拉伸試驗前所述雙相鋼中所含的奧氏體的體積分數(shù)為10-30％，且在所述拉伸試驗前所述雙相鋼中所含的馬氏體的體積分數(shù)為70-90％。6、優(yōu)選地，在所述拉伸試驗前所述雙相鋼中所含的奧氏體的體積分數(shù)為15％，在所述拉伸試驗前所述雙相鋼中所含的馬氏體的體積分數(shù)為85％。7、優(yōu)選地，在所述雙相鋼變形后，奧氏體的體積分數(shù)降低到2-5％，馬氏體的體積分數(shù)提高到95-98％。8、優(yōu)選地，奧氏體的體積分數(shù)降低到3.6％，馬氏體的體積分數(shù)提高到96.4％。9、優(yōu)選地，所述雙相鋼包括尺寸為大約10-30nm的碳化釩沉淀。10、一種制造本發(fā)明的雙相鋼的說明性方法包含以下步驟：11、(a)提供包含8-12重量％或9-11重量％或9.5-10.5重量％mn、0.3-0.6重量％或0.38-0.54重量％或0.42-0.51重量％c、1-4重量％或1.5-2.5重量％或1.75-2.25重量％al、0.4-1重量％或0.5-0.85重量％或0.6-0.8重量％v和余量fe的錠塊；12、(b)熱軋所述錠塊以制備多個具有3-6mm的厚度的厚鋼板，13、(c)通過空氣冷卻過程處理所述鋼板；14、(d)在大約300-800℃的溫度以30-50％的厚度降低溫軋所述鋼板；15、(e)在620-660℃的溫度將所述鋼板退火10-300分鐘；16、(f)在室溫以10-30％的厚度降低冷軋所述鋼板以生成硬馬氏體；和17、(g)在300-700℃的溫度將所述鋼板二次退火以形成雙相鋼。18、在一個優(yōu)選實施方案中，起始熱軋溫度為1150-1300℃，且最終熱軋溫度為850-1000℃，各鋼板的厚度為3-6mm。19、優(yōu)選地，所述方法包括在退火過程后通過空氣或水將鋼板冷卻到室溫的進一步和最終步驟。所述雙相鋼優(yōu)選包含或由以下構成：8-12重量％或9-11重量％或9.5-10.5重量％mn、0.3-0.6重量％或0.38-0.54重量％或0.42-0.51重量％c、1-4重量％或1.5-2.5重量％或1.75-2.25重量％al、0.4-1重量％或0.5-0.85重量％或0.6-0.8重量％v和余量fe。再更優(yōu)選地，所述雙相鋼包含10重量％mn、0.47重量％c、2重量％al、0.7重量％v和余量fe，或由10重量％mn、0.47重量％c、2重量％al、0.7重量％v和余量fe構成。此外，優(yōu)選所述雙相鋼由馬氏體和殘余奧氏體相構成。20、優(yōu)選地，在拉伸試驗前所述雙相鋼中所含的奧氏體的體積分數(shù)為10-30％，在所述拉伸試驗前所述雙相鋼中所含的馬氏體的體積分數(shù)為70-90％。21、優(yōu)選地，所述雙相鋼包括尺寸為10-30nm的碳化釩沉淀。22、與第一代和第二代ahss相比，在拉伸試驗的過程中在根據(jù)本發(fā)明的雙相鋼中的trip效應和twip效應的運作可改進雙相鋼的強度和延性。此外，由v元素和c元素之間的反應形成碳化釩沉淀可通過沉淀強化改進鋼的屈服強度。當前第1頁12當前第1頁12