[發(fā)明專利]一種650MPa級低Si含Cr熱軋雙相鋼板及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110303141.7
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN103031493A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董毅;時曉光;劉仁東;韓斌;史乃安;于寧;王進(jìn)臣;徐鑫;李桂艷;高曉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/18;B21B37/74
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種抗拉強(qiáng)度達(dá)到650MPa級的低Si含Cr熱軋雙相鋼板及其制造方法。本發(fā)明的雙相鋼板主要適用于汽車領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，優(yōu)化汽車構(gòu)件的先進(jìn)制造技術(shù)和減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是由于燃料和原材料成本原因及環(huán)保法規(guī)對汽車排放的嚴(yán)格限制，使汽車結(jié)構(gòu)輕量化顯得日益重要。據(jù)研究，車重每減輕10％，可節(jié)省燃油3％～7％。

實現(xiàn)汽車結(jié)構(gòu)的輕量化最主要的方法是采用輕體材料。在早期的汽車制造中，汽車沖壓件多采用普通的低碳鋼，為了減輕車重，人們開發(fā)了低合金高強(qiáng)度鋼(HSLA)，但是這種材料塑性低，導(dǎo)致了沖壓成型困難。由軟相鐵素體和硬相馬氏體組成的雙相鋼與普通低合金高強(qiáng)度鋼相比，具有更優(yōu)越的力學(xué)性能和成形性能，因而可廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)。

目前各鋼廠和研究機(jī)構(gòu)已開發(fā)出多個級別的熱軋雙相鋼板，但其仍然存在一定缺陷，主要可分為兩個方面：一是成分中含有較高的Si元素或貴重合金元素(如Mo)，使鋼材分別出現(xiàn)表面質(zhì)量較差、成分較高等問題，很難打入市場；另一大缺陷為終軋后冷卻路徑復(fù)雜，導(dǎo)致鋼板的性能波動較大，且對于Si-Mn系熱軋雙相鋼而言，還存在卷取溫度較低，對卷取設(shè)備的要求較高等問題。這些都對熱軋雙相鋼板的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用產(chǎn)生較大影響。

公開號為CN101717886A的專利中提出了一種抗拉強(qiáng)度為650MPa級的熱軋雙相鋼板及其制造方法，雖然其成本較低，軋后冷卻工藝也相對簡單，但其成分中Si含量較高，這將導(dǎo)致鋼板出現(xiàn)表面質(zhì)量問題，同時其卷取溫度較低(低于300℃)，這又要求卷取設(shè)備具有較強(qiáng)的卷取能力，而傳統(tǒng)熱連軋機(jī)組的卷取能力達(dá)不到要求。公開號為CN1807670A、CN1807669A和CN101880825A的專利中也出現(xiàn)類似問題。公開號為CN1793400A的專利中提到的熱軋雙相鋼板的生產(chǎn)方法則是在終軋后采用分段冷卻工藝，這將導(dǎo)致冷卻工藝的復(fù)雜難以控制，從而影響到鋼板最終組織和性能的均勻性。而公開號為CN1970813A的專利中提到的熱軋雙相鋼的生產(chǎn)方法除了在軋后采用分段冷卻工藝外，其成分中的Si含量也較高。

鑒于上述問題，開發(fā)成本低，且采用簡單冷卻路徑和中溫卷取方法生產(chǎn)的熱軋雙相鋼板成為當(dāng)前趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

針對熱軋雙相鋼板生產(chǎn)的現(xiàn)存問題，本發(fā)明提供了一種低成本、易生產(chǎn)、綜合性能良好的650MPa級低Si含Cr熱軋雙相鋼板及其制造方法。

本發(fā)明以C-Si-Mn系熱軋雙相鋼成分為基礎(chǔ)，在降低Si含量的同時，添加一定量的Cr元素，并在軋后采用簡單冷卻路徑，獲得強(qiáng)度級別達(dá)到650MPa，顯微組織為鐵素體與馬氏體的雙相鋼板。

本發(fā)明的化學(xué)成分為，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：0.06％～0.15％C、0.05％～0.5％Si、1.0％～1.8％Mn、0.01％～0.08％Als、0.3％～1.5％Cr，并限制P＜0.02％、S＜0.005％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

最終組織中鐵素體體積分?jǐn)?shù)為80％～90％，馬氏體體積分?jǐn)?shù)為10％～20％，鋼板的延伸率高于25％，n值大于0.19。

本發(fā)明的650MPa級低Si含Cr熱軋雙相鋼板的制造方法包括以下步驟：

(1)加熱工藝：將板坯加熱到1200±20℃，保溫時間1-3小時；

(2)軋制工藝：采用兩階段控制軋制，再結(jié)晶區(qū)壓下率＞60％未再結(jié)晶區(qū)壓下率＞70％；再結(jié)晶區(qū)開軋溫度大于1050℃，未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度為900～940℃，終軋溫度為820～880℃。

(3)冷卻工藝：終軋后采用連續(xù)層流冷卻，冷卻速率為20～40℃/s，卷取溫度為530～600℃，成品厚度為3～10mm。

本發(fā)明鋼板成分主要作用為：

C：主要是形成所需數(shù)量的馬氏體和保證鋼的強(qiáng)度。考慮焊接性等，要求限制C含量在0.2％以下，而C太低則不易得到雙相組織，最優(yōu)范圍為0.06％～0.15％。

Si：可以擴(kuò)大Fe-C相圖的α+γ區(qū)，有利于保持雙相鋼強(qiáng)度、延性等性能的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。Si還加速碳向奧氏體的偏聚，對鐵素體中的固溶碳有“清除”和“凈化”作用。然而，Si含量過高會給熱軋表面質(zhì)量和涂鍍帶來麻煩。本發(fā)明的主要特征之一就在于大幅度的降低Si含量，從而改善鋼板的表面質(zhì)量，因此最優(yōu)成分設(shè)為0.05％～0.5％。