本發明專利技術涉及生產高強度結構鋼的方法并且涉及高強度結構鋼產品。所述方法包括用于提供鋼坯的提供步驟，用于將所述鋼坯加熱至950～1300℃的加熱步驟（1），用于平衡所述鋼坯溫度的溫度平衡步驟（2），包括用于在低于所述重結晶停止溫度（RST）而高于鐵氧體形成溫度A3的非重結晶溫度范圍內熱軋所述鋼坯的I型熱軋階段（5）的熱軋步驟，用于以至少20℃/s的冷卻速率將所述熱軋鋼淬火至Ms至Mf溫度之間的淬火停止溫度（QT）的淬火步驟（6），用于將所述熱軋鋼分配以便將碳從馬氏體轉移至奧氏體的分配處理步驟（7，9），以及用于將所述熱軋鋼冷卻至室溫的冷卻步驟（8）。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術涉及生產高強度結構鋼的方法并且涉及高強度結構鋼產品。所述方法包括用于提供鋼坯的提供步驟，用于將所述鋼坯加熱至950～1300℃的加熱步驟（1），用于平衡所述鋼坯溫度的溫度平衡步驟（2），包括用于在低于所述重結晶停止溫度（RST）而高于鐵氧體形成溫度A3的非重結晶溫度范圍內熱軋所述鋼坯的I型熱軋階段（5）的熱軋步驟，用于以至少20℃/s的冷卻速率將所述熱軋鋼淬火至Ms至Mf溫度之間的淬火停止溫度（QT）的淬火步驟（6），用于將所述熱軋鋼分配以便將碳從馬氏體轉移至奧氏體的分配處理步驟（7，9），以及用于將所述熱軋鋼冷卻至室溫的冷卻步驟（8）。【專利說明】用于制造高強度結構鋼的方法以及高強度結構鋼產品本專利申請中公開的本專利技術是由奧盧(Oulu)大學的專利技術人Mahesh ChandraSoman1、David Arthur Porter、Leo Pentti Karjalainen 和 Rautaruukki Oyj 的 TeroTapio Rasmus和Ari Mikael Hirvi完成。本專利技術已經通過各方之間簽署的獨立協議轉移給受讓人 Rautaruukki Oyj。
本專利技術涉及用于制造根據權利要求1的高強度結構鋼的方法以及涉及根據權利要求25的高強度結構鋼產品。具體而言，本專利技術涉及應用于熱軋工廠的Q&P (淬火&分配)方法以及涉及具有基本上馬氏體微結構以及少部分的精細分開的保留奧氏體的高強度、易延展的、韌性的結構鋼產品。
技術介紹
傳統上，淬火和回火用于獲得具有良好沖擊韌性和伸長率的高強度結構鋼。然而，回火是需要時間和能量的額外工藝步驟，因為在淬火之后要從低于Mf的溫度重新加熱。近年來，通過直接淬火有利地得到具有改進韌性的復雜高強度鋼。然而，在單軸拉伸測試中在伸長率或斷裂面積降低率方面這些鋼的延展性通常是可以接受的，但其均勻伸長率，即加工硬化能力(work hardening capacity)可能還有待改進。這一缺陷是限制這種鋼更寬且更苛刻應用的重要因素，因為制造期間應變的局域化或在最終應用中過載可能對結構的完整性不利。由于對具有優良韌性和合理延展性和可焊性的先進高強度鋼(AHSS)的需求不斷增加，新的努力已經被引導至開發新的組合物和/或工藝，以滿足行業的挑戰。在這一類別中，在過去幾十年期間內已經開發出了雙相(DP)鋼，復相(CP)鋼，相變誘發塑性(TRIP)鋼和孿晶誘發塑性(TWIP)鋼，主要是用于滿足汽車工業的要求。主要目標是以節約能源和原材料，提高安全標準和保護環境。到目前為止，碳含量范圍為0.05wt%~0.2wt%的上述AHSS鋼的屈服強度通常限制于約50`0~lOOOMPa。專利出版物US2006/0011274A1公開了一種相對較新的工藝，稱為淬火與分配(Q& P)，這種方法能夠生產具有包含保留奧氏體的微結構的鋼。這種稱為淬火與分配的工藝由兩個步驟的熱處理組成。在再加熱以獲得部分或完全奧氏體微結構之后，將鋼淬火至馬氏體開始(Ms)和完成(Mf)溫度之間的合適預定溫度。在此淬火溫度(QT)下的希望的微結構由鐵氧體、馬氏體和未轉化的奧氏體或馬氏體和未轉化的奧氏體組成。在第二個分配處理步驟中，所述鋼保持在QT下，或者升至更高的溫度，所謂的分配溫度(PT)，即，PT>QT。后一步驟的目的在于通過耗盡碳過飽和的馬氏體用碳富集未轉化的奧氏體。在所述Q & P工藝中，故意地抑制碳化鐵或貝氏體的形成，并且將保留的奧氏體穩定以便在隨后的成形操作期間獲得應變誘發相變的優點。上述開發旨在提高有待用于汽車應用中的薄板鋼的機械和成形相關的特性。在這些應用中，并不需要良好的沖擊韌性但屈服強度限于低于lOOOMPa。本專利技術的目標是在淬火之后優選不采用由低于Mf的溫度額外加熱來完成結構鋼產品，其具有至少960MPa的屈服強度Rpa2和優良的沖擊韌性，如27J Charpy V轉變溫度≤-50°C，優選≤_80°C，連同良好的總均勻伸長率。然而，即使最佳的實踐是在結構鋼領域內利用本專利技術，但應該理解的是，根據本專利技術所提及的方法和鋼產品也能夠用作制造熱軋耐磨鋼的方法，并且即使在耐磨鋼應用中并不總是需要這種良好沖擊韌性和延展性的情況下，所涉及的高強度結構鋼產品能夠用作熱軋耐磨鋼。
技術實現思路
在所述方法中，鋼坯，鋼錠或小鋼坯(以下簡稱為鋼坯)在加熱步驟中加熱至指定溫度，隨后在熱軋步驟中進行熱機械軋制。熱機械軋制包括用于在低于重結晶停止溫度(RST)而高于鐵氧體形成溫度A3的溫度范圍內熱軋所述鋼坯的I型熱軋階段。如果用于加熱鋼坯的加熱步驟包括加熱到1000~1300°C范圍內的溫度，則熱機械軋制另外地包括用于在高于重結晶極限溫度(RLT)的靜態重結晶域內熱軋鋼坯的II型熱軋階段，在用于在低于重結晶停止溫度(RST)而高于鐵氧體形成溫度A3的溫度范圍內熱軋鋼坯的I型熱軋階段之前進行這種II型熱軋階段。在較低的加熱溫度，如950°C下進行加熱步驟的情況下，較小的得到的初始奧氏體粒徑排除了對于在高于所述重結晶極限溫度(RLT)下進行的II型熱軋階段的需要，因此大部分熱軋能夠在低于重結晶停止溫度(RST)下發生。在低于重結晶停止溫度(RST)下的累積應變優選至少0.4。在此熱機械軋制，即熱軋制步驟之后， 熱軋鋼直接在淬火步驟中淬火至Ms至Mf溫度之間的溫度，以獲得希望的馬氏體-奧氏體分數，隨后將熱軋鋼保持于淬火停止溫度(QT)，從QT緩慢冷卻或甚至加熱到分配溫度PT>QT從而通過進行用于將碳從過飽和馬氏體分配到所述奧氏體中的分配處理步驟來提高奧氏體的穩定性。在碳分配處理即分配處理步驟之后，進行用于將熱軋鋼冷卻至室溫的冷卻步驟。在冷卻步驟期間一些奧氏體可以轉變為馬氏體，但有些奧氏體在室溫或更低溫度下仍保持穩定。與在回火的情況下不同，在分配處理期間通過適當地選擇鋼的化學組成，主要是通過使用高硅含量連同使用鋁或不使用鋁一起(以能夠提供這種效應的含量)有意地抑制碳化鐵的形成和奧氏體的分解。用于提供具有高強度、高沖擊韌性的結構鋼的方法要求在淬火前控制奧氏體狀態，即粒徑和形狀，以及位錯密度，這意味著在重結晶方案中和非重結晶方案中都優選變形，緊接著是DQ & P處理(直接淬火和分配)。熱機械軋制緊接著直接淬火導致在不同方向上短縮和隨機化的精細馬氏體板條的精細包和塊的形成。這種微結構增強了強度。它還通過使裂紋擴展更曲折增強了沖擊和斷裂韌性。此外，所述分配處理增加了冷卻至QT之后存在的奧氏體的穩定性從而導致在室溫和更低溫度下保留奧氏體的存在。然而，所述保留奧氏體是部分亞穩態的并且在塑性形變期間會部分轉化成馬氏體，如鋼的故意應變，鋼的拉伸試驗，或在最終應用中鋼結構的過載中發生的。這種奧氏體轉變成馬氏體提高了鋼產品的加工硬化率和均勻拉伸率，有助于防止應變局域化和由于延展性斷裂所致的過早結構破壞。連同精細的、短縮的和隨機化的馬氏體板條一起，保留奧氏體的薄膜改進了沖擊和斷裂韌性。I型軋制階段導致原奧氏體顆粒(PAG)應變的優點是在隨后淬火至QT期間奧氏體更精細地分布。當通過分配進一步穩定這種奧氏體時，實現了機械性能的改進的組合，尤其是在總均勻伸長率和沖擊韌性方面。因此本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于生產高強度結構鋼的方法，包括以下步驟：?用于提供鋼坯的提供步驟，?用于將所述鋼坯加熱至950～1300℃的范圍內的溫度的加熱步驟（1），?用于平衡所述鋼坯溫度的溫度平衡步驟（2），?熱軋步驟，包括用于在低于重結晶停止溫度（RST）而高于鐵氧體形成溫度A3的非重結晶溫度范圍內熱軋所述鋼坯的I型熱軋階段（5），?用于以至少20℃/s的冷卻速率將所熱軋的鋼淬火至淬火停止溫度（QT）的淬火步驟（6），所述淬火停止溫度（QT）處于Ms至Mf溫度之間，?用于將所熱軋的鋼分配以便將碳從馬氏體轉移至奧氏體的分配處理步驟（7，9），以及?用于通過強力或自然冷卻將所熱軋的鋼冷卻至室溫的冷卻步驟（8）。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬赫什·錢德拉·索馬尼，戴維·阿瑟·波特，里歐·彭蒂·卡爾亞萊寧，泰羅·塔皮奧·拉斯穆斯，阿里·米卡埃爾·希爾維，
申請(專利權)人：羅奇鋼鐵公司，
類型：發明
國別省市：芬蘭;FI
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