[發(fā)明專利]一種700MPa級高強(qiáng)度熱軋Q&P鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310121568.4
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN103215516A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王煥榮;李自剛;王巍;張建蘇;李建業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/28
• 分類號(hào): C22C38/28;C21D8/00
• 代理公司: 上海開祺知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐磨鋼領(lǐng)域，涉及一種700MPa級高強(qiáng)度熱軋Q&P鋼及其制造方法，熱軋Q&P鋼的屈服強(qiáng)度≥700MPa，抗拉強(qiáng)度≥1300MPa，延伸率>10%。

背景技術(shù)

淬火-配分鋼即Q&P鋼是近十年高強(qiáng)鋼領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其最主要的目的是在提高鋼的強(qiáng)度的同時(shí)，提高鋼的塑性，即提高鋼的強(qiáng)塑積。目前，Q&P鋼已經(jīng)公認(rèn)為汽車用鋼領(lǐng)域第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼中的一類重要新鋼種。

Q&P鋼的主要工藝為：將鋼加熱到完全奧氏體區(qū)或部分奧氏體區(qū)，均勻化處理一段時(shí)間后，迅速淬火到Ms和Mf(Ms和Mf分別表示馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度和結(jié)束溫度)之間的某一溫度以獲得具有一定量殘余奧氏體的馬氏體+殘余奧氏體組織，隨后在淬火停冷溫度或略高于停冷溫度下保溫一定時(shí)間使碳原子從過飽和的馬氏體中向殘余奧氏體中擴(kuò)散富集，從而穩(wěn)定殘余奧氏體，然后再次淬火至室溫。

Q&P鋼最初的研究和應(yīng)用主要著眼于汽車行業(yè)對高強(qiáng)度高塑性鋼材的需求。從Q&P鋼的工藝實(shí)現(xiàn)過程不難看出，其工藝路線較為復(fù)雜，鋼板經(jīng)過第一次淬火之后，需要快速升溫至某一溫度并停留一段時(shí)間。這種兩步法Q&P工藝對于熱軋生產(chǎn)過程難以實(shí)現(xiàn)，但是對熱軋高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)有很好的借鑒意義。在熱軋過程中，可采用一步法Q&P工藝即終軋結(jié)束后，在線淬火至Ms以下一定溫度后卷取。Q&P鋼典型組織為馬氏體+一定量殘余奧氏體，故具有高強(qiáng)度和良好的塑性。

中國專利CN102226248A公開了一種碳硅錳熱軋Q&P鋼，但合金成分設(shè)計(jì)上沒有進(jìn)行微Ti處理；中國專利CN101775470A公開了一種復(fù)相Q&P鋼的生產(chǎn)工藝，實(shí)際上是一種兩步法生產(chǎn)Q&P鋼的工藝；中國專利CN101487096A公開了一種用兩步熱處理法生產(chǎn)C-Mn-Al系Q&P鋼，其主要特點(diǎn)是延伸率很高，但強(qiáng)度較低。

上述專利采用熱處理的方法，通過在兩相區(qū)加熱可以較為容易地控制鐵素體的體積分?jǐn)?shù)，但對于熱連軋過程而言，加熱溫度通常在完全奧氏體區(qū)且終軋溫度一般在780℃以上，而鐵素體的開始析出溫度大多在700℃以下。因此，通過降低終軋溫度來獲得一定量的鐵素體在熱軋實(shí)際生產(chǎn)中難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種700MPa級高強(qiáng)度熱軋Q&P鋼及其制造方法，該鋼種具有一定量的鐵素體、馬氏體和一定量的殘余奧氏體組織且綜合性能優(yōu)異，其屈服強(qiáng)度≥700MPa，抗拉強(qiáng)度≥1300MPa，延伸率>10%，且合金成本大幅降低，可應(yīng)用于要求易變形且中等耐磨的領(lǐng)域。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路如下：

本發(fā)明通過合理的成分設(shè)計(jì)，在普通C-Mn鋼的成分基礎(chǔ)上，通過提高Si含量抑制滲碳體的析出，微Ti處理細(xì)化奧氏體晶粒，提高Al含量加快空冷過程的奧氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)；同時(shí)采用熱連軋工藝配合采用分段冷卻工藝，獲得含有先共析鐵素體+馬氏體+殘余奧氏體組織。通過控制三種不同相的相對含量，可獲得屈服強(qiáng)度700MPa以上，抗拉強(qiáng)度在1300MPa以上的高強(qiáng)度熱軋Q&P鋼。

具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種700MPa級高強(qiáng)度熱軋Q&P鋼，其化學(xué)成分的重量百分含量為：C：0.15%～0.40%，Si：1.0%～2.0%，Mn：1.5%～3.0%，P≤0.015%，S≤0.005%，Al：0.3%～1.0%，N≤0.006%，Ti：0.005%～0.015%，其余為Fe以及其它不可避免的雜質(zhì)；所述700MPa級高強(qiáng)度熱軋Q&P鋼的屈服強(qiáng)度≥700MPa，抗拉強(qiáng)度≥1300MPa，延伸率>10%。

優(yōu)選的，所述熱軋Q&P鋼的化學(xué)成分中，Si：1.3～1.7wt.%；Mn：1.8～2.5wt.%；N≤0.004wt.%；Ti：0.008～0.012wt.%；O≤30ppm。

本發(fā)明的700MPa級高強(qiáng)度熱軋Q&P鋼的化學(xué)成分的作用和含量控制如下：