可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢及其热处理工艺.pdf

本发明涉及一种可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢及其热处理工艺，属特种钢技术领域。本发明可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢的组成为：C 0.05～0.15％，Si 0.05～0.75％，Mn 0.5～2％，P 0.01～0.1％，S、Al、N为杂质，Fe余量。将具有上述组成的钢坯冷轧后进行热处理，在700～850℃和350～500℃二次等温处理，再空冷或油冷至室温，可得可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢。本发明钢的抗拉强度为590～670MPa，延伸率为25～30％。

1.  一种可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢，其特征在于该钢的化学成分以重量百分比计为：C 0.05～0.15％，Si 0.05～0.75％，Mn 0.5～2％，P 0.01～0.1％，S、Al、N为杂质，Fe余量，该钢的抗拉强度为590～670Mpa，延伸率为25～30％。

2.  一种用于权利要求1所述的可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢的热处理工艺，该工艺是将可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢在700～850℃等温0.5～10min，然后快速冷却至350～500℃等温0.5～10min，再空冷或油冷至室温。

可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢及其热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢及其热处理工艺，属于特种钢技术领域。
背景技术
能源和环境问题已成为世界发展的重要问题，由此而引发了汽车工业减轻车重的变革，人们开始用高强度钢(HSS)来替代软钢，这种替代可有效降低车重和油耗，并不降低安全可靠性。由上世纪七十年代而掀起的这股浪潮，席卷了北美、欧洲、日本、澳州等发达国家，开发了如双相钢、沉淀硬化钢、固溶强化钢、以IF钢为基的固溶强化钢、相变诱发塑性钢以及具有相变诱发塑性的双相钢等。在这些高强钢中，以相变诱发塑性(TRIP：Transformation Induced Plasticity)钢由于其独特的强韧化机制，即可以通过发生残余奥氏体向马氏体的相变来诱发塑性，相变产物马氏体又增强了材料强度，可使材料同时具有高的强韧性，其强韧性超出了其他现有的HSS钢板，被共认为新一代汽车用高强度钢。
传统的低碳TRIP钢成分中都含有大于1％(重量百分比)的硅含量，这些硅的存在，一方面改变了碳在奥氏体中的活度，导致低碳钢在室温可以获得一定量的较稳定的残余奥氏体，这些残余奥氏体在应变过程中发生马氏体相变，导致钢具有高的强度和塑性；另一方面，硅固溶于铁素体中，使钢的强度进一步提高。但是，较高的硅含量，造成钢板的热镀锌性能大大下降。热镀锌钢板具有耐大气腐蚀性能好、生产成本低、镀层可控性高等优点，热镀锌性能是汽车用钢板的一个重要性能。所以，TRIP钢为了实现在汽车工业中的广泛应用，必须降低其中的硅含量，以提高钢板的热镀锌性能。
单纯地降低硅含量，低碳低硅TRIP钢无法获得高的强度和塑性，通常是通过添加铝元素来提高低碳低硅TRIP钢的强度、塑性和热镀锌性能。但是，含铝低碳低硅TRIP钢在连铸生产过程中会产生困难，导致浇口的堵塞，严重影响产品质量，甚而引发生产安全事故。所以，需要寻找新的替代元素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢。
本发明的另一目的在于提供一种可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢的热处理工艺。
本发明的目的是通过以下技术手段和措施来实现的。
一种可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢，其特征在于该钢的化学成分以重量百分比计为：C 0.05～0.15％，Si 0.05～0.75％，Mn 0.5～2％，P 0.01～0.1％，S、Al、N为杂质，Fe余量，该钢的抗拉强度为590～670Mpa，延伸率为25～30％。
本发明钢可以这样制造：在真空感应炉内进行冶炼，冶炼过程中充氩气保护，然后进行模铸。铸锭经过锻造、热轧、冷轧，再经过热处理，可得可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢。发明钢为了获得良好的强塑性，需要经过如下热处理：将可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢在700～850℃等温0.5～10min，然后快速冷却至350～500℃等温0.5～10min，再空冷或油冷至室温。
经过如上热处理后，TRIP钢主要由铁素体、残余奥氏体和贝氏体组成。其中，铁素体的相对量为40～80％(体积百分数，下同)，残余奥氏体为5～20％。TRIP钢的抗拉强度可以达到590MPa以上，拉断延伸率达到25％以上。
本发明的特点是通过添加磷元素，结合合适的热处理，获得强度级别达590MPa的可以热镀锌的低碳低硅TRIP钢。这里，磷有助于获得一定量的稳定的残余奥氏体，提高钢板的塑性；部分磷还固溶于铁素体，可提高钢板的强度；同时，磷不危害钢板的热镀锌性能。用少量的磷代替TRIP钢中的硅，可以获得相近的强度和塑性，同时具有好的热镀锌性能，对连铸生产也不会造成困难。
附图说明
图1本发明的试验钢镀锌层表面形貌
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
本实施例采用的可镀锌的含磷低碳低硅冷轧相变塑性钢的组成及其重量百分含量为：C 0.12％，Si 0.73％，Mn 1.74％，P 0.053％，S 0.0043％，Al 0.0017％，N 0.0025％，Fe余量。其制备过程如下：在真空感应炉内进行冶炼，冶炼过程中充氩气保护，然后进行模铸。铸锭经过锻造、热轧、冷轧，冷轧后板厚1.2mm，经过表1的热处理，再空冷或油冷至室温。获得表2的组织相对量和表3的力学性能。试验钢经460℃、3秒钟热镀锌后，可以获得厚度为5.9μm的完整的镀锌层，镀锌层表面形貌如图1所示。
表1热处理工艺参数