[發明專利]一種抗拉強度540MPa級高擴孔鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201310628154.0
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103602890A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 鄭建平;龐厚君
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C21C7/064;C21D8/02;C23G1/08
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及高擴孔鋼板，特別涉及一種抗拉強度大于540MPa高擴孔鋼板。

背景技術

熱軋及熱軋酸洗板廣泛應用于汽車底盤、車輪及車身結構零件，它們占汽車用鋼的28%左右。通過汽車零件翻邊和局部擴孔形狀設計可提高零件的強度和剛性，達到汽車鋼板減薄和輕量化的目的。鋼板的擴孔性能與鋼板的成分、強度和組織均勻性有關，傳統540MPa鋼板（55公斤級別）采用低合金析出強化，鋼板的擴孔率在40～60%之間。隨著汽車設計對底盤結構的要求日益提高，零件成形更加復雜，對鋼板的翻邊和擴孔性能要求有所提高，傳統碳錳固溶強化鋼和低合金析出強化鋼結構鋼板難易滿足汽車底盤、懸臂零件成形要求，高擴孔鋼已成為汽車鋼板的一個重要品種之一。

中國專利CN101928881采用低碳成分添加Ti、Nb合金元素生產抗拉強度590MPa的擴孔鋼，精軋后采用兩段式冷卻方式，在300～500℃卷取。在熱軋生產中，熱軋軋制中帶鋼速度變化大，測量空冷段的鋼板板溫比較困難，一般采用兩段式冷卻模型控制層流冷卻，鋼板實際溫度波動大，易導致鋼卷頭中尾性能波動很大，相比本發明常規一段式冷卻方式控制簡便，熱軋鋼板溫度控制精度高。

中國專利CN102400042采用C、Si、Mn添加少量Nb、Ti合金元素，可生產抗拉強度在500MPa以上擴孔鋼，卷取溫度要求在620～660℃，組織為鐵素體+珠光體。

日本專利JP2003016614公開的熱軋高擴孔鋼，碳含量0.02～0.10%，Si≤0.5%，其抗拉強度也是≥590MPa，但其加入了不少Nb、Ti、V、Cr、RE等合金元素，以良好的表面可涂裝性為主要目標。

專利W02009118945(C101978083)公開了一種熱軋高擴孔鋼，碳含量0.015～0.04%，其抗拉強度也是≥520MPa，但不含Nb合金成分，根據該專利要求，添加Nb后，由于碳化鈮的析出，將影響Ti/C比，不能獲得很高的擴孔率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗拉強度540MPa級高擴孔鋼板及其制造方法，抗拉強度大于540MPa、590MPa級熱軋高擴孔鋼板，滿足中國汽車工業底盤高強輕量化需求。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種抗拉強度540MPa級高擴孔鋼板，其化學成分重量百分比為：C：0.02～0.1%、Si：0.1～1.2%、Mn：1.5～2.20%、P≤0.02%、S≤0.003%、Al：0.020～0.060%、Nb：0.005～0.05%、Ca＜0.0050%，其余是Fe和不可避免的雜質；其中，([C]×[Nb])≤0.001，[Mn]/[Si]=2～5，鋼板強度與擴孔率乘積TSxλ≥48000MPa%。

又，一種抗拉強度590MPa級高擴孔鋼板，其化學成分重量百分比為：C：0.02～0.1%、Si：0.1～1.2%、Mn：1.5～2.20%、P≤0.02%、S≤0.003%、Al：0.020～0.060%、Nb：0.005～0.05%、Ca＜0.0050%，其余是Fe和不可避免的雜質；其中，([C]×[Nb])≤0.003，[Mn]/[Si]=2～5，高擴孔鋼板抗拉強度大于590MPa，鋼板強度與擴孔率乘積TSxλ≥53000MPa%。

在本發明成分設計中：

C：用于形成足夠碳化物強化相，以保證鋼的強度，C太低強度達不到要求，C過高析出碳化物顆粒大不利于鋼板擴孔性能。此外，對析出強化低合金高強鋼而言，鋼中常添加Nb、Ti等元素，這些元素與碳形成微小碳化物析物提高鋼板強度。對本發明來講，控制鈮與碳的含量十分重要，兩者含量過高，將導致鋼板抗拉強度和屈服強度過高，不能滿足汽車用戶對性能規定的要求，同時鋼板的擴孔率隨著強度提高而下降，對鋼板翻邊成形不利。本發明對碳鈮含量的匹配進行控制，要求([C]×[Nb])≤0.001，或([C]×[Nb])≤0.003，這樣既保證鋼板強度，同時獲得高的擴孔率。

Si：鋼中硅起固溶強化作用，同時添加硅有助于改善鋼板的延伸率。鋼中含硅容易使鋼板表面產生紅鐵皮等表面缺陷，使酸洗板表面粗糙度不均勻，對表觀質量有不良影響。另外，硅含量過高導致鋼板表面硅富集，對鋼板的磷化涂裝性能不利。本發明優選的Si含量范圍是0.3～0.8%。