鉬合金化的高強度高塑性高碳twip鋼及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于合金鋼領域，尤其涉及鉬合金化的高強度高塑性高碳TWIP鋼及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，對汽車輕型化、節(jié)能和安全性的要求也越來越高，采用高強度鋼板不但可以實現(xiàn)汽車的輕量化，同時還能提高汽車的被動安全性。近幾十年來，汽車工業(yè)對鋼板的要求是提高強度的同時具有良好的塑性，TWIP (Twinning InducedPlasticity,孿生誘發(fā)塑性)鋼在保證強度的同時，具有良好的塑性，是目前汽車用鋼板材料的研宄重點。
[0003]目前已有的TWIP鋼普遍含碳量都在0.10%以下，這些鋼材的延伸率很好，但是屈服強度及抗拉強度比較低，為了提高TWIP鋼的力學性能，增加含碳量是一種有效的辦法，因此，對含碳量在0.50%-1.00%的TWIP鋼進行了相關的研宄。
[0004]現(xiàn)有含碳量在0.50%-1.00%TWIP鋼的鑄態(tài)組織中都含有大量的碳化物，這些碳化物的存在會嚴重降低鋼材的塑性，其延伸率一般在10%-20%甚至更低，無法直接進行冷軋或熱軋加工。這些碳化物的存在也會降低高碳TWIP鋼的力學性能。為了消除碳化物對高碳TWIP鋼力學性能及塑性的不良影響，需要在1050-1150°c的溫度下進行長時間的固溶處理，然后進行水淬以消除碳化物。此外，在熱軋過程中如果采用自然冷卻方式或者其它降溫速度比較慢的冷卻方式，高碳TWIP鋼中也會析出碳化物，從而降低TWIP鋼的力學性能及塑性。因此，熱軋后的鋼材必須再次加熱到1050-1150°c進行長時間的固溶處理后水淬，以消除在熱軋過程中析出的碳化物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鉬合金化的高強度高塑性高碳TWIP鋼及其制備方法。它是在Fe-Mn-C系TWIP鋼的基礎上通過提高含碳量，使得TffIP鋼具有良好的抗拉強度和塑性。同時，把Mo作為合金元素加入高碳TWIP鋼中，使得高碳TWIP鋼的鑄態(tài)組織中不會產(chǎn)生碳化物，因而無需經(jīng)過固溶處理可以直接進行熱軋或冷軋加工，以簡化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
鉬合金化的高強度高塑性高碳TWIP鋼，其組分及重量百分比為:C:0.60%-0.80%，Mn:18.0%-22.0%，S1:0.14%-0.20%，Mo:0.60%-1.20%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0007]上述鉬合金化的高強度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應爐中，通入保護性氣體氬氣后進行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；b、之后鑄坯作為具有高強度高塑性的鑄件直接使用。
[0008]上述鉬合金化高強度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應爐中，通入保護性氣體氬氣后進行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯山、之后鑄坯經(jīng)熱軋后即制得所述TWIP鋼。
[0009]所述熱軋的工藝為:將上述鑄坯加熱至1000-1050°C后，直接在熱軋機上進行軋制，終軋溫度保持在850°C以上，采用多道次軋制，每道次的軋制變形量為10%-20%，總軋制的變形量為75%-80%，軋制后的厚度為1.0-1.2mm。
[0010]上述鉬合金化高強度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應爐中，通入保護性氣體氬氣后進行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；b、之后鑄坯在鑄態(tài)下直接經(jīng)冷軋后即制得所述TWIP鋼。
[0011]所述冷軋的工藝為:直接將上述鑄坯放在兩輥軋機上進行多道次軋制，每道次的軋制變形量為5%-10%，總軋制的變形量為55%-60%，軋制后的厚度為1.0-1.2mm。
[0012]進一步的，冷軋后的鑄坯在1000-1050°C的溫度下進行再結(jié)晶退火，保溫10_20分鐘后水淬。
[0013]本發(fā)明采用以上技術方案，通過加入適量的鉬，可以避免在高碳TWIP鋼的鑄態(tài)組織中產(chǎn)生碳化物，使高碳TWIP鑄坯具有良好的塑性。因為，含鉬碳化物在奧氏體晶界形核困難，生長速度緩慢，所以不易在晶界或晶內(nèi)析出碳化物。鉬還能夠抑制和消除針片狀碳化物的形成。同時鉬固溶于奧氏體后，使奧氏體進一步合金化，能抑制過冷奧氏體分解，提高奧氏體的穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明的高碳TWIP鋼的鑄態(tài)室溫組織為完全的奧氏體組織，具有優(yōu)良的力學性能和塑性。本發(fā)明鑄態(tài)高碳TWIP鋼試樣的力學性能如下:抗拉強度為810-890MPa，屈服強度為 398-440 MPa，延伸率為 45%_60%。
[0014]另外，由于本發(fā)明的高碳TWIP鋼鑄態(tài)組織中不含有碳化物，無需經(jīng)過固溶處理可以直接進行熱軋或冷軋加工。而且經(jīng)過熱軋加工后的高碳TWIP鋼無需再經(jīng)固溶處理就可以直接使用，有利于簡化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率。
[0015]本發(fā)明高碳TWIP鋼采用熱軋(下壓量75%-80%)加工制得試樣的力學性能如下:抗拉強度為990-1050MPa，屈服強度為535_580MPa，延伸率為50%_60%。
[0016]本發(fā)明高碳TWIP鋼采用冷軋(下壓量55%-60%)加工后，經(jīng)過1000-1050°C保溫10-20分鐘退火后水淬制得試樣的力學性能如下:抗拉強度為955-1000MPa，屈服強度為405-480MPa，延伸率為 67%_75%。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明鉬合金化高強度高塑性高碳TWIP鋼，其組分及重量百分比為:C:0.60%-0.80%，Mn:18.0%-22.0%，Si:0.14%_0.20%，Mo:0.60%-1.20%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0018]上述鉬合金化的高強度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應爐中，通入保護性氣體氬氣后進行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；b、之后鑄坯作為具有高強度高塑性的鑄件直接使用。
[0019]上述鉬合金化高強度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應爐中，通入保護性氣體氬氣后進行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯山、之后鑄坯經(jīng)熱軋后即制得所述TWIP鋼。
[0020]所述熱軋的工藝為:將上述鑄坯加熱至1000-1050°C后，直接在熱軋機上進行軋制，終軋溫度保持在850°C以上，采用多道次軋制，每道次的軋制變形量為10%-20%，總軋制的變形量為75%-80%，軋制后的厚度為1.0-1.2mm。
[0021]上述鉬合金化高強度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應爐中，通入保護性氣體氬氣后進行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；b、之后鑄坯在鑄態(tài)下直接經(jīng)冷軋后即制得所述TWIP鋼。
[0022]所述冷軋的工藝為:直接將上述鑄坯放在兩輥軋機上進行多道次軋制，每道次的軋制變形量為5%-10%，總軋制的變形量為55%-60%，軋制后的厚度為1.0-1.2mm。
[0023]進一步的，冷軋后的鑄坯在1000-1050°C的溫度下進行再結(jié)晶退火，保溫10 -20分鐘后水淬。
[0024]實施例1:鉬合金化高強度高塑性高碳TWIP鋼，其組分及重量百分比為:C:0.60%，Mn:20.0%，S1:0.15%，Mo:0.60%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0025]上述鉬合金化高強度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應爐中，通入保護性氣體氬氣后進行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；b、之后鑄坯作為具有高強度高塑性的鑄件直接使用，其抗拉強度為81OMPa,屈服強度為440 MPa,延伸率為45%。
[0026]上述鉬合金化高強度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應爐中，通入保護性氣體氬氣后進行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯山、之后鑄坯經(jīng)熱軋后即制得所述TWIP鋼。
[0027]所述熱軋的工藝為:將上述鑄坯加熱至1000°C后，直接在熱軋機上進行軋制，終軋溫度保持在850°C以上，總軋制的變形量為80%，采用多道次軋制完成上述總變形量，每道次的軋制變形量為15%-20%，軋制后的厚度為1.0mm。上述方法制得TWIP鋼，其抗拉強度990MPa，屈服強度535MPa，延伸率50%。
[0028]上述鉬合金化高強度高塑性高碳TWIP鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:a、將所述TWIP鋼的組分按比例加入真空感應爐中，通入保護性氣體氬氣后進行熔煉，熔煉后澆鑄成鑄坯；b、之后鑄坯在鑄態(tài)下直接經(jīng)冷軋后即制得所述TWIP鋼；
所述冷軋的工藝為:直接將上述鑄態(tài)的鑄坯放在兩輥軋機上進行多道次軋制，每道次的軋制變形量為5%-10%，總軋制的變形量為60%，軋制后的厚度為1.0mm。
[0029]進一步的，冷軋后的鑄坯在1000°C的溫度下進行再結(jié)晶退火，保溫20分鐘后水淬。采用上