技术领域
[0001] 本发明属于冶金材料技术领域，特别涉及一种屈服强度1000MPa级低屈强比超高强钢及其制备方法。
相关背景技术
[0002] 随着国内外钢铁行业竞争的不断加剧，各钢铁企业着力于开发具有高经济附加值的产品。目前，铁路交通、工程机械、重载汽车等领域的飞速发展，给钢铁材料的综合力学性能提出了新的要求，低强度钢板已经难以满足下游客户的使用需求，因此这促使钢材的强度级别不断攀升，从Q500MPa级别快速升高至Q550MPa、Q620MPa以及Q690MPa级别，并向更高级别钢板提出了明确的需求。由于采用超高强度薄钢板替代低强度厚钢板能够降低设备自重并提高装备安全性，可实现降低成本、轻量化、节能降耗的目的，因此屈服强度1000MPa级超高强钢的推广应用具有广阔的市场前景。
[0003] 传统高强钢通过固溶强化、析出强化或者细化晶粒的方式来提高强度，而超高强钢则更多依赖组织强化的方式来达到超高强度。虽然目前TMCP工艺已经广泛的应用于高强钢制备过程，但对于超高强钢难以实现屈服强度1000MPa并满足组织性能均匀性。将经过TMCP后的钢材离线再加热到奥氏体化温度，保温一段时间后淬火到室温，随后再进行低温回火热处理工艺，可以避免出现直接通过TMCP工艺造成的内部组织不均匀和综合性能波动大的问题。此外，离线淬火过程可以消除轧后带状组织以及钢板内应力，同时细化马氏体板条束尺寸，从而获得高位错密度的精细板条马氏体组织，来保证钢板具有超高的屈服强度。
[0004] 国内诸多钢铁企业已经相继开发出不同强度级别的超高强钢板，但由于受到生产设备、工艺流程、合金成本等因素的限制，使得在产品规格和性能等方面仍难以满足高端市场需求。本发明采用低碳Si-Mn-Cr系的成分设计，通过降低碳含量，复合添加Si、Mn、Cr等合金元素的方法，采用离线淬火+低温回火处理成功开发出一种屈服强度高于1000MPa级别的低屈强比超高强钢板。
具体实施方式
[0034] 下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0035] 实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0036] 实施例采用的热轧机为东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的Φ450mm热轧机。
[0037] 实施例中低温回火时采用的加热炉为高温箱式电阻炉，型号为RX-36-10。
[0038] 实施例中所用扫描电子显微镜为Zeiss Ultra 55扫描电子显微镜。
[0039] 实施例中所用透射电子显微镜为FEI Tecnai G2F20场发射透射电子显微镜。
[0040] 实施例中的钢坯是经冶炼、浇铸和锻造后制成的钢坯。
[0041] 实施例1
[0042] 流程如图1所示；
[0043] 将厚度为140mm的钢坯至于加热炉中，在1200℃保温4h；其中钢坯的成分按重量百分比为C 0.06％，Mn 3.5％，Si 1.6％，Cr 1.2％，Mo 0.3％，Ni 0.5％，S 0.002％，P 0.010％，Al 0.05％，N 0.005％，余量为Fe和其他不可避免的杂质；
[0044] 将保温后的钢坯经粗轧和精轧至厚度35.0mm，再水冷至500℃，冷却速率为25℃/s；最后空冷至室温制成热轧板；其中粗轧的终轧温度为1120℃，粗轧进行3道次，粗轧至厚度90mm，道次压下率为13～29％；精轧的开轧温度为980℃，精轧的终轧温度为920℃，精轧进行7道次，道次压下率为21～30％；
[0045] 将热轧板加热至1000℃，保温90min进行奥氏体化，使其钢板内部组织处于奥氏体化状态；然后淬火至100℃，确保能够获得马氏体组织；
[0046] 将淬火后的热轧板进行回火处理，回火温度400℃，时间60min，随后空冷至室温，获得屈服强度1000MPa级低屈强比超高强钢；
[0047] 屈服强度1000MPa级低屈强比超高强钢的屈服强度为1015MPa，抗拉强度为1290MPa，屈强比为0.79，延伸率为16.9％，-20℃下10mm厚试样的冲击功138J，显微组织为回火马氏体和残余奥氏体，SEM组织如图2所示。
[0048] 实施例2
[0049] 方法同实施例1，不同点在于：
[0050] (1)钢坯的成分按重量百分比为：C 0.10％，Mn 3.0％，Si 1.3％，Cr 0.8％，Mo 0.2％，Ni 0.3％，S 0.008％，P 0.003％，Al 0.01％，N 0.004％，余量为Fe和其他不可避免的杂质；钢坯的厚度为80mm；在1150℃保温3h；
[0051] (2)粗轧和精轧至厚度12.0mm；其中粗轧的终轧温度为1100℃，粗轧进行1道次，粗轧至60mm，压下率为25％；精轧的开轧温度为950℃，精轧的终轧温度为890℃，精轧进行6道次，道次压下率为21～30％；水冷至360℃，冷却速率为35℃/s；
[0052] (3)加热至920℃，保温60min；淬火至60℃；
[0053] (4)回火温度300℃，时间45min；
[0054] (5)屈服强度1000MPa级低屈强比超高强钢的屈服强度为1083MPa，抗拉强度为1340MPa，屈强比为0.80，延伸率为14.7％，-20℃下10mm厚试样的冲击功109J，TEM组织如图
3所示。
[0055] 实施例3
[0056] 方法同实施例1，不同点在于：
[0057] (1)钢坯的成分按重量百分比为：C 0.14％，Mn 2.5％，Si 1.0％，Cr 0.5％，Mo 0.1％，Ni 0.1％，S 0.005％，P 0.010％，Al 0.03％，N 0.003％，余量为Fe和其他不可避免的杂质；钢坯的厚度为50mm；在1120℃保温2h；
[0058] (2)粗轧和精轧至厚度3.5mm；其中粗轧的终轧温度为990℃，粗轧进行3道次，道次压下率为13～29％，粗轧至20mm；精轧的开轧温度为900℃，精轧的终轧温度为825℃，精轧进行5道次，道次压下率为21～30％；水冷至100℃，冷却速率为45℃/s；
[0059] (3)加热至850℃，保温30min；淬火至20℃；
[0060] (4)回火温度200℃，时间30min；
[0061] (5)屈服强度1000MPa级低屈强比超高强钢的屈服强度为1190MPa，抗拉强度为1400MPa，屈强比为0.85，延伸率为13.8％，-20℃下2.5mm厚试样的冲击功36J。
