一种薄规格超高强度的高屈强比型TRIP钢板及其制备方法与流程

本发明涉及超高强钢材料，具体涉及一种薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板及其制备方法。

背景技术：

1、与传统燃油车相比较，新能源汽车由于电池组的增加，重量通常比同级别燃油车重。以紧凑型suv为例，燃油车重约1.4吨，而新能源电动车重量＞1.7吨；市场上畅销的新能源汽车重量主要集中在2.2~2.4吨，比相同规格的燃油车要重300~500kg，因而对轻量化的诉求强烈。超高强钢材料因其‌轻量化、高强度、性价比高的特性，被大量应用于新能源汽车的汽车底盘等部件的制造。

2、trip钢作为超高强钢材料的一种，应用前景极为广阔，但在目前的研究和应用中发现存在以下问题：（1）强塑性匹配矛盾。抗拉强度低、强塑积低、屈强比低，无法满足现代新能源汽车对材料更高强度的需求。（2）成形性能差和延展性能不足。尤其当抗拉强度升高到1500mpa级时，材料的成形性能和延展性能均明显下降，难以达到新能源汽车制造厂对超高强钢材料成形性和高塑性的指标要求。（3）制造成本高。不合理的合金元素配比增加了成本和制造难度。（4）轻量化特性还有待可提升空间。制备得到的钢板偏厚，超高强钢材料‌轻量化的优势不明显。

3、cn107460408a公开了一种1.5gpa级以上的超高强trip钢及其制备方法，虽然抗拉强度达到1500mpa，延伸率为≥20％，强塑积≥30gpa·%，解决了上述（1）和（2）的部分问题，但其合金制造成本较高，mn含量高达5%~10%，冶炼和轧制难度增大，而且其厚度偏大（厚度为3～3.5mm），trip钢轻量化的优势不明显；屈强比低（屈强比＜0.55），不利于提高新能源汽车的耐冲击性能。目前公开的技术中，对于薄规格、抗拉强度＞1500mpa、高屈强比的trip钢的研究还存在空白。

技术实现思路

1、针对现有技术中trip钢存在强塑性匹配矛盾、成形性能差和延展性能不足、制造成本高和钢板厚度大的技术问题，本发明提供一种薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板及其制备方法，化学成分配比合理，制备得到的高屈强比型trip钢板厚度在1.0～2.5mm，呈现高屈强比型特征，抗拉强度＞1500mpa，同时还具有高延展性和强塑性匹配，应用前景广阔。

2、第一方面，本发明提供一种薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板，高屈强比型trip钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：c 0.23%~0.26%，si 1.2%~1.5%，mn 2.8%~3.2%，nb 0.045%~0.065%，ti 0.035%~0.055%，cr 0.5%~0.7%，alt 1.0%~1.3%，p≤0.005%，s≤0.003%，n≤0.0035%，o≤0.005%，余量为fe和不可避免的杂质；

3、同时满足2.3%≤alt+si≤2.7%且0.9≤si/alt≤1.4；3.3%≤mn+cr≤3.9%且4.5≤mn/cr≤5.6；0.09%≤nb+ti≤0.11%；

4、高屈强比型trip钢板的厚度为1.0～2.5mm；

5、显微组织为晶界铁素体+贝氏体+残留奥氏体；

6、屈强比为0.8~0.9，抗拉强度＞1500mpa，断后伸长率＞12.5%，扩孔率＞20%，强塑积＞20gpa·%。

7、进一步的，高屈强比型trip钢板的显微组织为15%~25%晶界铁素体，60%~75%贝氏体以及≥10%残留奥氏体。

8、进一步的，铁素体平均晶粒尺寸≤2.0μm，存在于贝氏体/贝氏体的相界面处；贝氏体基准单元的平均晶粒尺寸≤6.0μm，为粒状贝氏体。

9、第二方面，本发明提供一种薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板的制备方法，包括如下步骤：

10、（1）冶炼和锻造：冶炼得到钢坯，钢坯加热锻造得到锻坯；

11、（2）热轧和卷取：将锻坯加热至奥氏体化均热温度，在均热段保温40~60min；开轧温度为1140~1170℃，终轧温度为840~880℃；轧后采用层流快冷的冷却模式进行卷取，得到热轧钢卷；

12、（3）平整：将热轧钢卷冷却后，进行平整，平整延伸率设置为1.5%~1.9%；

13、（4）一次退火：将平整后的钢卷进行一次退火，采取罩式炉退火；

14、（5）酸洗和冷轧：将一次退火后的钢卷进行酸洗后冷轧，冷轧累计压下率≥60%，得到1.0~2.5mm厚度规格的冷硬带钢；

15、（6）二次退火：将冷硬带钢进行二次退火，采取连续退火工艺，以＞100℃/s的加热速率快速加热到退火温度，退火均热温度设定为850±10℃，退火时间为60±20s；然后以＞45℃/s的冷速快速冷却到过时效温度，过时效温度为390±15℃，过时效等温时间为180±30s；最后将钢板以20℃/s的冷速至室温，得到高屈强比型trip钢板。

16、进一步的，步骤（1）中锻造的开锻温度≥1180℃，终锻温度≥950℃。

17、进一步的，步骤（2）中奥氏体化均热温度为1230±20℃。

18、进一步的，步骤（2）中层流快冷的冷却模式为以＞35℃/s的冷速快速冷却至480~520℃。

19、进一步的，步骤（4）中罩式炉退火的退火温度设定为550~580℃，退火时间为8~12h。

20、进一步的，步骤（5）中冷轧最后两道次的压下率分别控制在＞12%和＞10%。

21、本发明的有益效果在于：

22、本发明提供了一种薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板，规格薄，厚度在1.0～2.5mm；强度高，呈现高屈强比型特征，屈强比为0.8～0.9，抗拉强度＞1500mpa；延展性强，具有优良的强塑性匹配，断后伸长率＞12.5%，扩孔率＞20%，强塑积＞20gpa·%；化学配比合理，制备方法科学，得到的微观组织为晶界铁素体+贝氏体+残留奥氏体。本发明提供的高屈强比型trip钢板可应对新能源汽车制造业对轻量化、超高强度级别、薄规格的高性能钢的需求，应用前景广阔。

1. 一种薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板，其特征在于，高屈强比型trip钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：c 0.23%~0.26%，si 1.2%~1.5%，mn 2.8%~3.2%，nb0.045%~0.065%，ti 0.035%~0.055%，cr 0.5%~0.7%，alt 1.0%~1.3%，p≤0.005%，s≤0.003%，n≤0.0035%，o≤0.005%，余量为fe和不可避免的杂质；

2.如权利要求1所述的一种薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板，其特征在于，高屈强比型trip钢板的显微组织为15%~25%晶界铁素体，60%~75%贝氏体以及≥10%残留奥氏体。

3.如权利要求1所述的一种薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板，其特征在于，铁素体平均晶粒尺寸≤2.0μm，存在于贝氏体/贝氏体的相界面处；贝氏体基准单元的平均晶粒尺寸≤6.0μm，为粒状贝氏体。

4.一种如权利要求1所述的薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板的制备方法，其特征在于，步骤（1）中锻造的开锻温度≥1180℃，终锻温度≥950℃。

6.如权利要求4所述的薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板的制备方法，其特征在于，步骤（2）中奥氏体化均热温度为1230±20℃。

7.如权利要求4所述的薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板的制备方法，其特征在于，步骤（2）中层流快冷的冷却模式为以＞35℃/s的冷速快速冷却至480~520℃。

8.如权利要求4所述的薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板的制备方法，其特征在于，步骤（4）中罩式炉退火的退火温度设定为550~580℃，退火时间为8~12h。

9.如权利要求4所述的薄规格超高强度的高屈强比型trip钢板的制备方法，其特征在于，步骤（5）中冷轧最后两道次的压下率分别控制在＞12%和＞10%。