对锰钢产品进行热处理的方法和锰钢产品技术

本发明专利技术涉及对锰钢产品进行热处理的方法，所述锰钢产品的合金包括0.09重量％～0.15重量％的碳组分(C)和3.5重量％≤Mn≤4.9重量％的锰组分(Mn)，其中所述方法包括以下步骤：-进行第一退火工序(S4.1)，所述第一退火工序(S4.1)具有以下子步骤：将所述钢产品加热(E1)至高于780℃的第一保持温度(T1)，在所述第一保持温度(T1)下将所述钢产品保持(H1)第一时间段(Δ1)，冷却(A1)所述钢产品；-进行第二退火工序(S4.2)，所述第二退火工序(S4.2)具有以下子步骤：将所述钢产品加热(E2)至高于630℃且低于660℃的保持温度(T2)，在所述保持温度(T2)下将所述钢产品保持(H2)第二时间段(Δ2)，冷却(A2)所述钢产品，其中，以25开尔文/秒～200开尔文/秒的冷却速率进行在所述第一退火工序(S4.1)过程中和/或在所述第二退火工序(S4.2)过程中的对所述钢产品的冷却(A1；A2)。2.本发明专利技术还涉及权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一保持温度(T1)选择成使得在保持(H1)所述钢产品的过程中所述钢产品处于高于780℃的奥氏体区(γ)内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对锰钢产品进行热处理的方法和锰钢产品
本专利技术涉及一种对锰钢产品进行热处理的方法，此处所述锰钢产品也称为中锰钢产品。这还涉及能够在特定方法框架内进行热处理的锰钢产品的特殊合金。
技术介绍
合金组成以及制造工序中的热处理都对钢产品的性质有显著影响。因此，还已知在热处理的框架内，加热、保持和冷却可以对钢产品的最终结构具有影响。此外，如已经指出的，钢产品的合金组成也起主要作用。合金化钢的热动力学和材料技术的关系是非常复杂的，并且依赖于多种参数。已经显示，通过在钢产品的结构中组合多种相和微结构，可以影响机械性质和变形性。根据组成和热处理，在钢产品中可以形成特别是铁素体、珠光体、残余奥氏体、回火马氏体、马氏体相和贝氏体微结构。钢合金的性质尤其取决于各种相、微结构的比例以及其在显微镜检查中的结构排布。第一代先进高强度钢的简单形式具有例如铁素体和马氏体的两相组成。此类钢也称为两相钢。铁素体(根据排布情况，也称为α–Fe或δ–Fe)形成相对软的基质，马氏体通常形成该基质内的包涵体。还存在其微结构包含铁素体、贝氏体、回火马氏体和马氏体的第一代复相钢。与例如两相钢相比，复相钢的更均匀的结构产生了非常好的弯曲性质。诸如TWIP钢等第二代钢主要具有奥氏体微结构和大于15重量％的高锰比例。TWIP表示孪生诱发塑性钢。这些钢各自具有不同的性质。根据具体的需求特性，可以例如在汽车制造中使用不同的钢。此类钢中的碳组分(C)通常为0.2重量％～1.2重量％。其通常为软钢(mildsteel)。从A.Arlazarov等在MaterialsScienceandEngineeringA,2012中的题目为“EvolutionofmicrostructureandmechanicalpropertiesofmediumMnsteelsduringdoubleannealing”的出版文献中可知一种包含铁素体、马氏体和残余奥氏体并且具有含有4.6重量％Mn的合金的结构体。对该结构体进行两阶段退火工序，其在图4A中示出，以与本专利技术的方法进行直接比较。Arlazarov等所述的两阶段退火工序在图4A中以e1、h1、a1和e2、h2、a2标出。将Arlazarov等所述的结构描述为复合超细微结构，其由残余奥氏体、马氏体和铁素体三相组成。因此Arlazarov等所述的钢包含软中锰钢。奥氏体结构(也称为γ-、γ-混晶或γ-Fe)是能够在钢产品中形成的混晶。奥氏体结构具有bcc晶体结构，拥有高的热稳定性，并且赋予良好的腐蚀性质。通过进行合适的加热并保持在高于阈值温度的保持温度下，钢产品的结构可以至少部分地转变成奥氏体。存在所谓的奥氏体形成元素，其增大奥氏体区或体积比例。这些尤其包括镍(Ni)、铬(Cr)和锰(Mn)。钢产品的奥氏体范围经常不十分稳定，并在冷却或淬火过程中转变成马氏体(称为马氏体转变)。作为形成马氏体和发生沉淀的结果，在对此类钢产品进行热轧的过程中可能出现不期望的裂纹形成。除了开始提到的残余奥氏体之外，还存在所谓的逆转变奥氏体(或“逆转奥氏体”)。该形式的奥氏体可以通过Miller和Grange所述的两阶段热处理来制造。该工序也称为ART热处理。ART表示“奥氏体逆转变转化”。在ART热处理过程中，发生了马氏体至逆转变奥氏体的逆转变。除了已经解释过的奥氏体、马氏体和铁素体相之外，在钢中还存在珠光体相和贝氏体微结构。这些相或结构各自具有其自身的性质。因此，根据钢产品的应用领域，存在在各种相互部分竞争的性质之间适当折衷的问题。所以，例如，钢产品的屈服强度和强度的增加是以韧性为代价的。铁素体是另一种混晶的冶金学名称，在其晶格中填隙地溶解有碳(即，在晶格的中间位置)。纯铁素体结构的强度低，但是延性高。通过添加碳，可以提高强度，但是这是以延性为代价的。结合图1描述的铸铁是此类材料的实例。存在所谓的奥氏体形成元素，其增大了奥氏体区或体积比例。这些特别包括铬(Cr)、钼(Mo)、钒(V)、铝(Al)、钛(Ti)、磷(P)和硅(Si)。图1显示了铸铁(具有>2.06重量％的高碳含量的铁-碳合金)的经典的高度示意性图。在该图中绘出了作为温度T[℃]和时间t[分钟]的函数的两个实例冷却曲线。在图1中，珠光体区用4指示，贝氏体区用5指示。MS指示马氏体起始温度。相应的线在图1中用附图标记3指示。马氏体起始温度MS取决于合金组成。珠光体是其中存在α-铁素体和渗碳体薄片(渗碳体是铁碳化物Fe3C)的结构。贝氏体(也称为贝氏体铁)具有bcc结构。贝氏体不是实际意义上的相，而是在特定温度范围内在钢中形成的微结构。贝氏体主要作为奥氏体形成。特别是，在此类铸铁产品中，马氏体在线3之下的温度形成。马氏体是细针状的非常硬和脆的结构。其通常在以使钢中的碳组分没有时间扩散出晶格外的高淬火速率对奥氏体进行淬火时形成。图1中的曲线1显示了以导致形成马氏体结构的高冷却速率进行的淬火。图1中的曲线2显示了所谓的贝氏体热处理。当保持在高于MS的温度时，如果避免了转变成珠光体，则奥氏体可以转变成贝氏体。借助于介绍性解释，可以大致看出这些关系非常复杂，并且通常仅当在一方面降低预期时才能在另一方面实现有益的性质。在现代的第三代钢产品中，问题可主要出现在形成过程中。特别是，据认为不利的是含有马氏体的钢在冷轧过程中需要相对高的轧制力。此外，在冷轧过程中，在含有马氏体的钢中可以形成裂纹。
技术实现思路
因此，目的在于提供一种方法和相应的钢产品，其具有可焊性和低裂纹形成趋势与良好强度以及冷成形性的最佳组合。优选的是，本专利技术的钢产品应该具有大于700MPa的拉伸强度。优选的是，拉伸强度应该甚至大于1200MPa。优选的是，本专利技术的钢产品应该同时具有比第一代钢产品更好的延性和更好的柔韧性(pliability)。根据本专利技术，通过方法和合金概念的组合，提供了一种钢产品，优选为具有超细多相结构和相应的成形性的冷带钢产品。特别优选的实施方式具有超细多相贝氏体结构，该贝氏体结构具有相应的良好成形性。根据本专利技术，本专利技术的钢产品的合金具有中等锰含量，这表示锰组分为3.5重量％≤Mn≤4.9重量％。本专利技术的钢产品形成非均相系统或非均相结构。根据本专利技术，本专利技术的钢产品优选具有至少一定比例的贝氏体微结构。贝氏体微结构的比例可以为钢产品的至多20重量％。根据本专利技术，本专利技术的钢产品优选具有至少一定比例的具有贝氏体微结构和马氏体的结构或区域。此外，本专利技术的碳比例通常非常低。即，碳组分为0.1重量％≤C≤0.14重量％。因此，本专利技术的合金化钢包含所谓的软亚共晶钢。根据本专利技术的第一方面，提供一种对锰钢产品进行热处理的方法，所述锰钢产品的合金包括：0.09重量％～0.15重量％的碳组分(C)，和3.5重量％≤Mn≤4.9重量％的锰组分(Mn)，以及贝氏体微结构组分，其中所述方法包括以下步骤：进行第一退火工序(S4.1)，所述第一退火工序(S4.1)具有以下子步骤：将所述钢产品加热(E1)至高于780℃的第一保持温度(T1)，在所述第一保持温度(T1)下将所述钢产品保持(H1)第一时间段(Δ1)，冷却(A1)所述钢产品；进行第二退火工序(S4.2)，所述第二退火工序(S4.2)具有以下子步骤：将所述钢产品加热(E2)至高于63本文档来自技高网...

【技术保护点】
对锰钢产品进行热处理的方法，所述锰钢产品的合金包括：‑0.09重量％～0.15重量％的碳组分(C)，和‑3.5重量％≤Mn≤4.9重量％的锰组分(Mn)，以及‑贝氏体微结构组分，其中所述方法包括以下步骤：‑进行第一退火工序(S4.1)，所述第一退火工序(S4.1)具有以下子步骤：○将所述钢产品加热(E1)至高于780℃的第一保持温度(T1)，○在所述第一保持温度(T1)下将所述钢产品保持(H1)第一时间段(Δ1)，○冷却(A1)所述钢产品，‑进行第二退火工序(S4.2)，所述第二退火工序(S4.2)具有以下子步骤：○将所述钢产品加热(E2)至高于630℃且低于660℃的保持温度(T2)，○在所述保持温度(T2)下将所述钢产品保持(H2)第二时间段(Δ2)，○冷却(A2)所述钢产品，其中，以25开尔文/秒～200开尔文/秒的冷却速率进行在所述第一退火工序(S4.1)过程中和/或在所述第二退火工序(S4.2)过程中的对所述钢产品的冷却(A1；A2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.21 EP 12198817.41.对锰钢产品进行热处理的方法，所述锰钢产品的合金包括：0.09重量％～0.15重量％的碳组分(C)，和3.5重量％≤Mn≤4.9重量％的锰组分(Mn)，以及贝氏体微结构组分，其中所述方法包括以下步骤：进行第一退火工序(S4.1)，所述第一退火工序(S4.1)具有以下子步骤：将所述钢产品加热(E1)至高于780℃的第一保持温度(T1)，在所述第一保持温度(T1)下将所述钢产品保持(H1)第一时间段(Δ1)，冷却(A1)所述钢产品，进行第二退火工序(S4.2)，所述第二退火工序(S4.2)具有以下子步骤：将所述钢产品加热(E2)至高于630℃且低于660℃的第二保持温度(T2)，在所述第二保持温度(T2)下将所述钢产品保持(H2)第二时间段(Δ2)，冷却(A2)所述钢产品，其中，以25开尔文/秒～200开尔文/秒的冷却速率进行在所述第一退火工序(S4.1)过程中和/或在所述第二退火工序(S4.2)过程中的对所述钢产品的冷却(A1；A2)，并且其中所述方法在热轧和冷轧步骤之后进行。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一保持温度(T1)选择成使得在保持(H1)所述钢产品的过程中所述钢产品处于高于780℃的奥氏体区(γ)内。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以40开尔文/秒～150开尔文/秒的冷却速率进行对所述钢产品的冷却(A1；A2)。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述第二保持温度(T2)选择成使得在保持(H2)所述钢产品的过程中所述钢产品处于高于630℃的两相区(α+γ)内。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一退火工序(S4.1)过程中和/或在所述第二退火工序(S4.2)过程中，以4开尔文/秒～50开尔文/秒的加热速率进行所述加热(E1；E2)。6.如前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述合金还包含：硅组分(Si)，铝组分(Al)，和铬组分(Cr)，其中使所述硅组分(Si)、所述铝组分(Al)和所述铬组分(Cr)之间保持以下关系：0.3重量％≤Si+Al+Cr≤3重量％。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，其中使所述硅组分(Si)、所述铝组分(Al)和所述铬组分(Cr)之间保持以下关系：0.3重量％≤Si+Al+Cr≤2重量％。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述铬组分(Cr)总是小于0.4重量％，和/或所述硅组分(Si)为0.25重量％～0.7重量％。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述硅组分(Si)为0.3重量％～0.6重量％。10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述合金组成还包括0...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·莱因霍尔兹，L·萨梅克，
申请(专利权)人：奥钢联钢铁公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT