一种Q＆P钢板及其两次配分制备方法与流程

本发明属于材料热处理技术领域，特别涉及一种Q&P钢板及其两次配分制备方法。

背景技术：
近年来，随着汽车轻量化，节能减排以及汽车安全性的需求，高强度钢的研究和使用成为了当下技术人员研究的热点。其中，第三代汽车用钢中的Q&P得到了广泛的关注，与传统钢材相比，Q&P钢具有优异的强度和良好的塑性，作为汽车结构用钢，得到了越来越多的关注。与传统的淬火-回火(Q&T)工艺相比，Q&P工艺是将完全奥氏体化或者部分奥氏体化的钢，淬火到马氏体相变开始温度(Ms)和马氏体相变结束温度(Mf)之间，此时马氏体部分相变，组织中有一部分未转变的奥氏体；随后，在淬火温度，或高于淬火温度进行保温配分，碳原子从过饱和的马氏体中向未转变的奥氏体中扩散，使得奥氏体足够稳定，能够稳定的保留到室温，而不发生相变。随着对Q&P钢研究的逐步深入，发现如果想获得较大量的残余奥氏体，需要相对较高的淬火温度，而这样的话，经过配分以后，组织中难免会有一部分不稳定的奥氏体转变为马氏体，或者以M/A岛的形式存在于最后的组织中。如何共同优化Q&P工艺，从而提高室温下稳定的奥氏体含量，并且让奥氏体以更加稳定，更有利于变形的方式存在，仍然有很重要的探索价值。

技术实现要素：
本发明提供一种Q&P钢板及其两次配分制备方法，该制备方法的特征为，在经历过两步Q&P淬火配分处理后，在随后的水淬冷却过程中，通过控制终冷温度，来控制不稳定的奥氏体发生马氏体转变的量，从而增加二次回火(配分)处理，在回火过程中通过碳配分来稳定更大体积分数和碳含量的奥氏体的Q&P钢，及其热处理方法。本发明的Q&P钢板，成分按重量百分比为：C：0.15～0.28％，Mn：1.0～3.5％，Si+Al：0.9～2.5％，余量的Fe和不可避免的杂质；钢板厚度为1.2～1.8mm。本发明的Q&P钢板，其抗拉强度≥1200MPa，延伸率≥20％，强塑积≥25000MPa。本发明的Q&P钢板，其微观组织为马氏体，残余奥氏体和贝氏体；室温条件下，残余奥氏体的体积分数为8～22％。本发明的Q&P钢板的两次配分制备方法，包括如下步骤：步骤1，完全奥氏体化：按Q&P钢板的成分，配料制得厚度为1.2～1.8mm的普通Q&P钢板，在850～950℃，保温100～1000s，制得完全奥氏体化的Q&P钢板；步骤2，奥氏体发生部分马氏体相变：将完全奥氏体化的Q&P钢板，以30～100℃/s的冷却速度，淬火到280～330℃；步骤3，一次配分过程：(1)将淬火后的Q&P钢板，升温至350～450℃，保温30～600s；(2)一次配分后的钢板，以30～100℃/s的冷却速度，水淬到20～80℃；步骤4，二次配分过程：(1)将水淬后的钢板，在升温至350～450℃，保温30～600s；(2)二次配分后的钢板，淬火到室温，制得Q&P钢板。所述步骤1中，普通Q&P钢板的制备，包括以下步骤：(1)熔炼：按Q&P钢板成分配料，精炼和连铸制得截面尺寸厚度为50～80mmQ&P钢坯；(2)热轧：将钢坯在1150～1250℃，保温60～180min；热轧5～8道次，制得厚度为3～5mm的热轧板；(3)冷轧：将热轧板酸洗，去除表面的氧化铁皮；进行3～5道次冷轧，制得厚度为1.2～1.8mm的冷轧板，即为普通Q&P钢板。经过所述步骤1的工艺，Q&P钢板完全奥氏体化，并且成分均匀分布。经所述步骤2的工艺，制得钢板的在280～330℃之间奥氏体的体积百分比为15～50％；30～100℃/s的冷却速度是保证在发生马氏体相变前不发生其他相变的临界冷速；步骤2的工艺条件，保证的完全奥氏体化的Q&P钢板，在生成马氏体前，不发生其他相变；为随后的配分过程中，通过工艺调配，获得更大体积分数的稳定奥氏体做好了前期准备。所述步骤3(1)，配分温度越高，碳元素的扩散越快，配分完成的越快，所需要的保温时间越短。经所述步骤3，淬火后的Q&P钢板经过一次配分后，不稳定的奥氏体发生部分马氏体相变，再通过控制淬火温度，来控制马氏体相变分数。所述步骤4(1)，配分温度越高，配分完成的越快，所需要的保温时间越短，在这个过程中，原本不稳定的奥氏体，通过二次配分，变得更加稳定，同时，奥氏体中的碳含量，进一步增加，并且，这部分奥氏体由于经过了二次马氏体相变，尺寸更小，稳定性更高。所述步骤3和步骤4，是属于通过控制一次配分后的部分马氏体相变，并配合二次配分过程，来稳定奥氏体，同时减小奥氏体尺寸，提高奥氏体中碳含量。本发明的Q&P钢板，经过两次配分之后，最终组织中有8％至22％体积分数的残余奥氏体，并且主要以马氏体为主，并有部分热处理过程中不可避免生产的贝氏体组织；相对于常规工艺的Q&P钢，片状残余奥氏体含量增加，并且残余奥氏体中的碳含量增加。本发明Q&P钢板的化学成分(以重量％计)限定的原因如下：C：0.15％至0.28％碳可以通过间隙固溶强烈提高钢的强度，并且碳含量的升高会强烈降低Ac3，从而降低加热温度节约能源，且碳是最重要的间隙固溶强化元素，为此碳含量的下限为0.15％。但是过高的碳含量对钢的焊接性能、力学性能及耐蚀性能影响很大，而且可能会引起板材强度过高而韧性下降。为此碳的上限设为0.28％。优选值为0.18～0.25％。Mn：1.0％至3.5％锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。锰是奥氏体稳定元素，能扩大奥氏体区域，降低Ac3温度。锰具有优良的抑制奥氏体向铁素体转变而提高钢的淬透性的作用。为了降低热处理时的加热温度，把锰的下限定为1.0％，过高的锰的添加会导致成本增加，因此锰的上限设为3.5％。且其成本较锰高，因此限定其上限为5％。Mn的优选值为：1.2～...