一种低碳微合金化高强塑积冷轧TRIP980钢的热处理方法与流程

本发明属于材料热处理
技术领域：
，特别涉及一种低碳微合金化高强塑积冷轧trip980钢的热处理方法。
背景技术：
：随着全球能源危机和环境恶化的日益加剧，安全、节能和环保已成为汽车制造业的发展潮流。兼具高强度和良好塑性韧性的新型汽车用先进高强钢(ahss)能够有效实现零件厚度减薄，从而实现汽车减重及节能降耗，受到了钢铁界和汽车界的广泛青睐。其中的trip钢以铁素体、贝氏体和残余奥氏体的复相组织，通过在变形过程中残余奥氏体发生相变诱导塑形(trip效应)转变成马氏体，来提高钢材的强度和塑形，从而成为目前高强钢生产的首选策略。从实际使用情况来看，由于汽车零部件冲压成型的要求，众多车企针对980mpa级别汽车钢提出了24％延伸率的实际需求。但是，从现有钢种开发的角度，现有商业化钢种尚不满足上述塑形指标，因此在现有冷轧trip产品无法完全满足使用需求的背景下，开发一种新的能够在低合金成分体系下实现高强度(≥980mpa)兼具高延伸率(≥24％)的钢种就具有十分重要的应用价值及广阔的市场前景。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供了一种一种低碳微合金化高强塑积冷轧trip980钢的热处理方法。具体技术方案如下：一种低碳微合金化高强塑积冷轧trip980钢的热处理方法，按照以下步骤进行：(1)将一定化学成分的铸坯锻造成锻坯，重新加热后热轧，水冷后卷曲，得到热轧带钢；(2)将所述热轧带钢经酸洗后冷轧成冷轧带钢；(3)将所述冷轧带钢完全奥氏体化后保温一段时间，然后水冷到室温，生成全马氏体组织的预淬火带钢；(4)将所述预淬火带钢表面除鳞，从而去除氧化铁皮层和脱碳层，之后重新加热退火保温一段时间，然后用盐浴冷却到一定温度，经过一定时间的保温后水冷到室温，制备成最终的成品带钢。所述冷轧trip980钢的化学成分质量百分比为：c0.18～0.23％，mn1.5～2.0％，si1.6～1.8％，nb0.025～0.045％，ti0.08～0.15％，p≤0.015％，s≤0.005％，其余为fe和不可避免的杂质。步骤(1)所述的锻坯重新加热的温度范围为1100-1200℃，保温时间为3-5h，热轧的开轧温度为1050-1150℃，终轧温度为850-900℃；热轧采用4辊可逆轧机进行7道次的往复轧制，前两道次压下率为30-50％，后五道次的压下率为20-30％，之后水冷到650-750℃后放入石棉保温8-10h，从而模拟卷曲过程，热轧带钢的厚度为4-5.5mm。步骤(2)所述的冷轧采用四辊轧机进行单向轧制，轧制道次为10-15道次，其中包含3-5道次平整轧制，最终的冷轧带钢厚度为1.0-1.5mm。步骤(3)所述的冷轧带钢奥氏体化温度为870-920℃，奥氏体化保温时间为5-15min。步骤(4)所述氧化铁皮和脱碳层的去除厚度为上下底面各50-100μm。步骤(4)所述的预淬火带钢重新加热的退火温度为780-830℃，退火保温时间为3-8min。步骤(4)所述的盐浴冷却速度为100-200℃/s，盐浴保温温度为320-400℃，保温时间为5-10min。与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：(1)不提高合金成分含量，采用传统的低碳si-mn系微合金化trip成分体系，合金成本低；(2)本发明通过利用马氏体纳米级板条界作为奥氏体形核点，形成大量以板条状高碳残余奥氏体为主，辅以少量块状低碳残余奥氏体，从而实现trip效应在大应力范围内的有效发生，明显提高钢材的强塑性能。(3)本发明通过优化热处理工艺方法，实现了一种高强塑积、易成型、易焊接的980mpa级别冷轧trip钢，进一步挖掘了钢铁材料的潜力。通过本发明的热处理工艺，可实现带钢的力学性能为：屈服强度730-800mpa，抗拉强度1000-1100mpa，延伸率25-30％，相比现有的商用trip980产品，其强塑性更具有优势。附图说明图1为本发明所得到的微观组织的sem照片；图2为本发明所得到的板条奥氏体的tem照片。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不受附图和实施例所限。实施例1。按照所述化学成分范围进行冶炼、铸造，所得铸坯的化学成分如表1所示：表1实施例1对应铸坯成分(wt.％)csimnnbtisp0.221.801.650.0250.100.0010.006之后将铸坯锻造成截面为60*60mm的锻坯，然后用锯床切取长度为150mm的钢块放入加热炉(温度为1200℃)，保温3h，之后进行热轧。热轧对应的开轧温度为1150℃，之后经4辊可逆轧机7道次往复轧制，控制其终轧温度为860℃，前两道次的压下率均为45％，后五道次的压下率分别为25％，30％，25％，25％，20％，最终厚度为4.5mm。之后采用超快速冷却装置以100℃/s的冷速冷却到650℃后放入石棉进行保温模拟卷曲过程，保温时间为8h。最终的组织为铁素体和珠光体。热轧带钢经浓度为20％的盐酸溶液浸泡清晰除去表面氧化铁皮，之后水洗掉酸液，并用酒精冲洗后吹干。然后采用四辊冷轧机进行单向轧制，轧制道次为15道次，其中包含5道次平整轧制，最终的冷轧带钢厚度为1.0mm。沿着带钢的轧向切取总长度为120mm，平行段宽度为12.5mm的拉伸样，在电阻炉中以20℃/s的加热速度加热到900℃，保温300s，之后水淬到室温。随后将拉伸样上下表面均除去100μm以除去表面氧化铁皮层及脱碳层。然后将拉伸样以20℃/s的速度重新加热到810℃，保温360s，之后用盐浴以100℃/s的冷速分别冷却到360℃，380℃和400℃，保温500s，之后水冷到室温。其力学性能如表2所示。表2实施例1对应的力学性能由上表可以看出各个力学性能均达到所要求的性能指标，③工艺下制备钢板的铁素体含量约32％，贝氏体和马氏体含量约56％，残余奥氏体含量约12％。其精细组织结构显示原奥氏体晶粒被铁素体、贝氏体多重分割后有效晶粒尺寸大大减小，同时残余奥氏体形态以板条状为主，这为强塑性的整体提高提供了有利条件。实施例2。按照所述的化学成分范围进行冶炼、铸造，所得铸坯的化学成分如表3所示：表3实施例2对应铸坯成分(wt.％)csimnnbtisp0.211.701.700.0450.080.0010.006之后将铸坯锻造成截面为60*60mm的锻坯，然后用锯床切取长度为150mm的钢块放入加热炉(温度为1100℃)，保温5h，之后进行热轧。热轧对应的开轧温度为1050℃，之后经4辊可逆轧机7道次往复轧制，控制其终轧温度为880℃，前两道次的压下率均为50％，后五道次的压下率分别为22％，30％，27％，25％，20％，最终厚度为4mm。之后采用超快速冷却装置以100℃/s的冷速冷却到750℃后放入石棉进行保温模拟卷曲过程，保温时间为10h。最终的组织为铁素体和珠光体。热轧带钢经浓度为20％的盐酸溶液浸泡清晰除去表面氧化铁皮，之后水洗掉酸液，并用酒精冲洗后吹干。然后采用四辊冷轧机进行单向轧制，轧制道次为10道次，其中包含3道次平整轧制，最终的冷轧带钢厚度为1.5mm。沿着带钢的轧向切取总长度为120mm，平行段宽度为12.5mm的拉伸样，在电阻炉中以20℃/s的加热速度加热到880℃，保温900s，之后水淬到室温。随后将拉伸样上下表面均除去50μm以除去表面氧化铁皮层及脱碳层。然后将拉伸样以20℃/s的速度重新加热到800℃，保温180s，之后用盐浴以130℃/s的冷速分别冷却到380℃，之后分别保温300s，500s，600s，然后水冷到室温。其力学性能如表4所示。表4实施例2对应的力学性能由上表可以看出各个力学性能均达到所要求的性能指标，工艺⑤的铁素体含量约35％，贝氏体和马氏体含量约52％，残余奥氏体含量约13％。此时抗拉强度为1035mpa，屈服强度为756mpa，延伸率为26.5％，强塑积为27.4gpa·％，其组织中板条状无碳化物贝氏体作为基体相存在，其能够有效阻碍裂纹扩展，提高钢材的韧性，同时板条状高碳残奥能够有效发挥trip效应，从而使得整体强塑性也得到有效提高。当前第1页12