一種馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法
【專利摘要】一種馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法，屬于冶金材料【技術(shù)領(lǐng)域】，按以下步驟進(jìn)行：（1）選用的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的成分重量百分比含C0.06~0.09%，Si0.18~0.49%，Mn1.65~1.90%，Cr0.15~0.18%，Als0.03~0.05%，N0.003~0.005%，P≤0.02%，S≤0.004%，余量為Fe；（2）以2~10℃/s的速率進(jìn)行一次加熱到760~840℃，一次保溫60~180s；（3）以15~25℃/s的速率冷卻到660~700℃，再以60~100℃/s的速率冷卻到250~270℃，二次保溫30~60s；（4）以30~100℃/s的速率進(jìn)行二次加熱到310~380℃，然后在600~750s內(nèi)冷卻到260~280℃，空冷至室溫，完成連續(xù)退火。本發(fā)明的方法使得滲碳體有足夠的時(shí)間形核；促進(jìn)了碳的擴(kuò)散，使得屈服強(qiáng)度降低，抗拉強(qiáng)度升高；綜合作用的結(jié)果降低了屈強(qiáng)比，提高了雙相鋼的力學(xué)性能。
【專利說明】一種馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法。
【背景技術(shù)】
[0002]馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶具有較高的強(qiáng)度、較低的屈強(qiáng)比、優(yōu)良的成形性能及焊接性能。近年來，汽車工業(yè)廣泛采用冷軋雙相鋼代替低碳鋼，對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車輕量化和降低成本具有重要的意義，雙相鋼的工藝技術(shù)開發(fā)具有良好的應(yīng)用前景。
[0003]連續(xù)退火工藝技術(shù)是保證馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶獲得高強(qiáng)度和低屈強(qiáng)比等力學(xué)性能的關(guān)鍵；常規(guī)馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火工藝過程包括六個(gè)階段:加熱段(HS段)、保溫段(SS段)、緩冷段(SCS段)、快冷段(RCS段)、過時(shí)效段(0AS段)和終冷段(FCS段)；獲得的鋼材屈強(qiáng)比較高，延伸率較低，性能不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法，通過快冷后保溫段使得滲碳體有足夠的時(shí)間形核，利用彌散分布的滲碳體的強(qiáng)化作用提高雙相鋼的抗拉強(qiáng)度，降低屈強(qiáng)比，提高力學(xué)性能。
[0005]本發(fā)明的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法按以下步驟進(jìn)行:
1、選用的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的成分重量百分比含C0.06、.09 %，Si
0.18~0.49 %，Mn 1.65~1.90 %，Cr 0.15~0.18 %，Als 0.03~0.05 %，N 0.003~0.005 %，P ≤ 0.02 %，S ≤ 0.004 %，余量為 Fe ；
2、將馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以2~10°C/s的速率進(jìn)行一次加熱到76(T840°C，然后進(jìn)行一次保溫，時(shí)間為6(Tl80s ；
3、將一次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以15~25°C /s的速率冷卻到660^700 °C，再以6(T100 V /s的速率冷卻到25(T270 °C，然后進(jìn)行二次保溫，時(shí)間為30~60s ；
4、將二次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以3(T10(TC/s的速率進(jìn)行二次加熱到31(T380°C，然后用60(T750s冷卻到26(T280°C，空冷至室溫，完成連續(xù)退火。
[0006]上述的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的厚度為0.3~1.5 mm。
[0007]上述方法連續(xù)退火后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶具有馬氏體和鐵素體雙相微觀組織，其室溫屈服強(qiáng)度287~320 MPa，抗拉強(qiáng)度695~710 MPa，斷后伸長(zhǎng)率31~37 %，屈強(qiáng)比 0.41 ~0.45。
[0008]本發(fā)明的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法是將冷軋板帶的連續(xù)退火工藝過程分為八個(gè)階段:加熱段(一次加熱，HS段)、保溫段(一次保溫，SS段)、緩冷段(SCS段)、快冷段(RCS段)、快冷后保溫段(二次保溫，STS段)、快冷保溫后升溫段(二次加熱，STHS段)、過時(shí)效段(0AS段)和終冷段(空冷，F(xiàn)CS段)；使冷軋板帶鋼在上述連續(xù)退火過程中保證奧氏體充分發(fā)生馬氏體相變，形成馬氏體和鐵素體的雙相組織；
冷軋板帶鋼通過一次加熱、一次保溫和緩冷后，在RCS段的快速冷卻過程中，由于碳在基體中的溶解度是隨著溫度的降低而減小，冷卻到較低溫度時(shí)碳的過飽和度大大增加，增加了滲碳體析出的驅(qū)動(dòng)力，縮短了碳擴(kuò)散的距離，顯著促進(jìn)了滲碳體形核；
在二次保溫(STS段)時(shí)，短時(shí)保溫會(huì)使?jié)B碳體形核點(diǎn)增多，并讓滲碳體具有足夠的時(shí)間形核；
在二次加熱(STHS段)時(shí)，快速加熱促進(jìn)了碳的擴(kuò)散，組織中的過飽和固溶碳大量析出，不但在晶界析出滲碳體，而且還在晶內(nèi)析出滲碳體，碳的固溶強(qiáng)化效果降低，屈服強(qiáng)度相應(yīng)降低，而彌散分布的滲碳體的強(qiáng)化作用使其抗拉強(qiáng)度得到提高；
緩慢冷卻的OAS過時(shí)效階段使組織中的碳的溶解度降低，平均含碳量減少，有利于減少組織中的固溶碳含量，保持碳在基體中的過飽和度，增加雙相鋼的抗時(shí)效性能；
上述幾個(gè)階段相互配合，達(dá)到了抗拉強(qiáng)度提高和屈強(qiáng)比降低的效果，得到的馬氏體鐵素體雙相鋼板帶具有良好的綜合性能。
[0009]本發(fā)明的方法與常規(guī)連續(xù)退火工藝相比，快冷后保溫段(STS段)使得滲碳體有足夠的時(shí)間形核；快冷保溫后升溫段(STHS段)促進(jìn)了碳的擴(kuò)散，降低了碳的固溶強(qiáng)化作用，使得屈服強(qiáng)度降低；同時(shí)由于彌散分布的滲碳體的強(qiáng)化作用使得抗拉強(qiáng)度升高；綜合作用的結(jié)果降低了屈強(qiáng)比，提高了雙相鋼的力學(xué)性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中的雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法的溫度-時(shí)間曲線圖；
圖2為傳統(tǒng)雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法的溫度-時(shí)間曲線圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中連續(xù)退火后的雙相鋼冷軋板帶的馬氏體鐵素體光學(xué)顯微組織照片圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中連續(xù)退火后的雙相鋼冷軋板帶的滲碳體析出物微觀組織照片
圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中連續(xù)退火后的雙相鋼冷軋板帶的馬氏體鐵素體光學(xué)顯微組織照片圖；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中連續(xù)退火后的雙相鋼冷軋板帶的滲碳體析出物微觀組織照片
圖；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例3中連續(xù)退火后的雙相鋼冷軋板帶的馬氏體鐵素體光學(xué)顯微組織照片圖；
圖8為本發(fā)明實(shí)施例3中連續(xù)退火后的雙相鋼冷軋板帶的滲碳體析出物微觀組織照片圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]本發(fā)明實(shí)施例中選用的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶是經(jīng)冶煉澆鑄后，經(jīng)熱軋和冷軋制成，其中熱軋分粗軋和精軋，粗軋開軋溫度為115(Tl200°C，粗軋終軋溫度為950^1000 V，粗軋壓下率85~90%，精軋開軋溫度950~1000 V，精軋終軋溫度800~850 V，精軋壓下率為75~80%，冷軋的總壓下率為75~95%。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例中采用LEICA-DM2500M光學(xué)顯微鏡對(duì)連續(xù)退火后的冷軋帶鋼進(jìn)行微觀組織觀察。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例中采用TECNAIG220透射電子顯微鏡對(duì)析出物進(jìn)行微觀組織觀察；按GB/T228-2002制成矩形截面標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，在CMT5105-SANS微機(jī)控制電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)。
[0014]實(shí)施例1
選用的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的成分重量百分比含C 0.06%, Si 0.42%, Mn1.78%, Cr 0.16%, Als 0.03%, N 0.005 %，P 0.015 %，S 0.0022 %，余量為 Fe ;馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的厚度為1.5mm,寬度為1650mm ；
連續(xù)退火溫度-時(shí)間曲線如圖1所示；
將馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以2.8°C /s的速率一次加熱到800°C，然后一次保溫140s ；
將一次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以20°C /s的速率緩慢冷卻到680°C，再以60°C /s的速率快速冷卻到260°C，然后二次保溫30s ；
將二次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以50°C /s的速率二次加熱到330°C，然后用700s緩慢冷卻到280°C，空冷至室溫，完成連續(xù)退火；
連續(xù)退火后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶具有馬氏體和鐵素體雙相微觀組織，其室溫屈服強(qiáng)度320 MPa，抗拉強(qiáng)度71OMPa,斷后伸長(zhǎng)率37 %，屈強(qiáng)比0.45 ；
馬氏體鐵素體光學(xué)顯微組織照片如圖3所示，滲碳體析出物的微觀組織照片如圖4所
示；
采用同種冷軋板帶按傳統(tǒng)方法進(jìn)行連續(xù)退火，溫度-時(shí)間曲線如圖2所示，分別進(jìn)行四次試驗(yàn)，以2.8 V /s的速率一次加熱到800°C，保溫140s ;以20°C /s的速率緩慢冷卻到680°C，再以600C /s的速率分別快速冷卻到280°C、310°C、35(rC和380°C，保溫720s，空冷到室溫，完成連續(xù)退火；獲得的冷軋板帶的屈服強(qiáng)度分別為393MPa、395 MPa,399 MPa和407MPa，抗拉強(qiáng)度分別為600 MPa、599 MPa、594 MPa和591 MPa，斷后伸長(zhǎng)率分別為30%、28%、28% 和 25%，屈強(qiáng)比分別為 0.66、0.66、0.67 和 0.69。
[0015]實(shí)施例2
選用的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的成分重量百分比含C 0.07 %，Si 0.47%, Mn1.86%, Cr 0.17%, Als 0.04%, N 0.004%, P 0.016 %，S 0.0031 %，余量為 Fe ;馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的厚度為0.3mm,寬度為1550mm ；
將馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以2V /s的速率一次加熱到780°C，然后一次保溫IlOs ；
將一次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以25°C /s的速率緩慢冷卻到680°C，再以100°C /s的速率快速冷卻到250°C，然后二次保溫40s ；
將二次保溫后的馬氏體鐵素體 相鋼冷軋板帶以40°C /s的速率二次加熱到350°C，然后用720s緩慢冷卻到270°C，空冷至室溫，完成連續(xù)退火；
連續(xù)退火后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶具有馬氏體和鐵素體雙相微觀組織，其室溫屈服強(qiáng)度287 MPa，抗拉強(qiáng)度701 MPa,斷后伸長(zhǎng)率32%，屈強(qiáng)比0.41 ；
馬氏體鐵素體微觀組織光學(xué)顯微照片如圖5所示，滲碳體析出物微觀組織光學(xué)顯微照片如圖6所示。
[0016]實(shí)施例3
選用的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的成分重量百分比含C 0.07%, Si 0.22%, Mn1.68%, Cr 0.18 %，Als 0.05 %，N 0.005 %，P 0.013 %，S 0.0027%，余量為 Fe ;馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的厚度為1.0mm,寬度為1780mm ；
將馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以10°C /s的速率一次加熱到810°C，然后一次保溫120s ；
將一次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以25°C /s的速率緩慢冷卻到675°C，再以80°C /s的速率快速冷卻到255°C，然后二次保溫50s ；
將二次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以45°C /s的速率二次加熱到380°C，然后用730s緩慢冷卻到260°C，空冷至室溫，完成連續(xù)退火；
連續(xù)退火后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶具有馬氏體和鐵素體雙相微觀組織，其室溫屈服強(qiáng)度304 MPa，抗拉強(qiáng)度702MPa，斷后伸長(zhǎng)率32%，屈強(qiáng)比0.43 ；
馬氏體鐵素體微觀組織光學(xué)顯微照片如圖7所示，滲碳體析出物微觀組織光學(xué)顯微照片如圖8所示。
[0017]實(shí)施例4
選用的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的成分重量百分比含C 0.08%, Si 0.49%, Mn1.90%, Cr 0.15%, Als 0.03%, N 0.003%, P 0.017%, S 0.0034%，余量為 Fe ;馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的厚度為1.5mm,寬度為1550mm ；
將馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以5°C /s的速率一次加熱到760°C，然后一次保溫180s ；
將一次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以20°C /s的速率緩慢冷卻到660°C，再以70°C /s的速率快速冷卻到270°C，然后二次保溫60s ；
將二次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以30°C /s的速率二次加熱到310°C，然后用750s緩慢冷卻到260°C，空冷至室溫，完成連續(xù)退火；
連續(xù)退火后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶具有馬氏體和鐵素體雙相微觀組織，其室溫屈服強(qiáng)度310 MPa，抗拉強(qiáng)度695MPa，斷后伸長(zhǎng)率32%，屈強(qiáng)比0.45。
[0018]實(shí)施例5
選用的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的成分重量百分比含C 0.09 %，Si 0.18%, Mn
1.65%, Cr 0.18 %，Als 0.05 %，N 0.004%, P 0.019%, S 0.0035%，余量為 Fe ;馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的厚度為0.3mm,寬度為1780mm ；
將馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以8°C /s的速率一次加熱到840°C，然后一次保溫
60s ；
將一次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以15°C /s的速率緩慢冷卻到700°C，再以90°C /s的速率快速冷卻到265°C，然后二次保溫40s ；
將二次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以100°C /s的速率二次加熱到360°C，然后用600s緩慢冷卻到280°C，空冷至室溫，完成連續(xù)退火；`連續(xù)退火后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶具有馬氏體和鐵素體雙相微觀組織，其室溫屈服強(qiáng)度289 MPa，抗拉強(qiáng)度705 MPa,斷后伸長(zhǎng)率31 %，屈強(qiáng)比0.41。
【權(quán)利要求】
1.一種馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行: (1)選用的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的成分重量百分比含C0.06、.09 %，Si0.18~0.49 %，Mn 1.65~1.90 %，Cr 0.15~0.18 %，Als 0.03~0.05 %，N 0.003~0.005 %，P ≤ 0.02 %，S ≤ 0.004 %，余量為 Fe ； (2)將馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以2~10°C/s的速率進(jìn)行一次加熱到76(T840°C，然后進(jìn)行一次保溫，時(shí)間為6(Tl80s ； (3)將一次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以15~25°C/s的速率冷卻到66(T700°C，再以6(T100°C /s的速率冷卻到25(T270°C，然后進(jìn)行二次保溫，時(shí)間為30~60s ； (4)將二次保溫后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶以3(T10(TC/s的速率進(jìn)行二次加熱到31(T380°C，然后用60(T750s冷卻到26(T280°C，空冷至室溫，完成連續(xù)退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法，其特征在于所述的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的厚度為0.3^1.5 mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶的連續(xù)退火方法，其特征在于連續(xù)退火后的馬氏體鐵素體雙相鋼冷軋板帶具有馬氏體和鐵素體雙相微觀組織，其室溫屈服強(qiáng)度287~320 MPa，抗拉強(qiáng)度695~710 MPa，斷后伸長(zhǎng)率31~37 %，屈強(qiáng)比0.41~0.45。
【文檔編號(hào)】C21D1/26GK103952523SQ201410149100
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】李長(zhǎng)生, 岑一鳴, 李振興, 霍剛 申請(qǐng)人:東北大學(xué)