[發明專利]一種780MPa級熱軋高擴孔雙相鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201610450190.6
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN105925892B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 王煥榮;楊阿娜;胡曉萍;王巍
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司31114
• 代理人: 竺明,崔兆慧

技術領域

本發明屬于熱軋高強鋼領域，具體涉及一種780MPa級熱軋高擴孔雙相鋼及其制造方法。

背景技術

目前，商用車尤其是重卡汽車的車輪用鋼通常采用雙相鋼進行制造，部分經濟型轎車的車輪(包括輪輞和輪輻)為了降低成本也采用鋼制車輪。采用高強度雙相鋼制造車輪可有效降低車輪重量，如與普通Q345鋼相比，采用DP600(即抗拉強度600MPa級雙相鋼)可降低車輪重量約10～15％；而采用抗拉強度780MPa級的DP780雙相鋼可進一步降低車輪重量約5～10％。目前國內絕大部分車輪廠采用的雙相鋼主要600MPa以下的低強度雙相鋼，更高強度的雙相鋼如DP780則應用得不多。

汽車車輪之所以廣泛采用雙相鋼主要是由于雙相鋼本身所具有的低屈服強度、高抗拉強度即低屈強比、連續屈服以及良好的加工成形性等。從車輪行業發展的趨勢來看，車輪用鋼的強度總體仍然是向著更高強度方向發展，而且目前所使用的車輪鋼強度普遍不高，在400～600MPa之間。隨著國家環保法規日益嚴格和國家對汽車排放限制措施的實施，除乘用車外，商用車領域的汽車輕量化也已成為行業發展的趨勢。針對這一發展趨勢，有必要開發更高級別如780MPa和980MPa級熱軋雙相鋼以滿足車輪用鋼的未來發展需求。此外，高強度雙相鋼也可以應用到某些汽車結構件如汽車大梁、防撞梁等。

由于車輪本身結構相對復雜，加工過程主要為沖壓變形，對雙相鋼的擴孔性能要求較高。高強鋼的擴孔性與鋼種的抗拉強度、屈服強度、屈強比等有密切關系。在相同抗拉強度水平下，雙相鋼(即傳統鐵素體馬氏體雙相鋼)的擴孔率最低，其次是貝氏體類型的高強鋼，再次為鐵素體貝氏體雙相鋼，擴孔率最高的為單相鐵素體高強鋼。一般而言，780MPa級的熱軋雙相鋼其擴孔率一般在40％以下，多數在30％以下；而980MPa級的熱軋雙相鋼其擴孔率一般在20％以下。高強雙相鋼的擴孔率低的最主要原因是組織中鐵素體和馬氏體兩相力學性能差異大，加工硬化率較高，沖孔周圍存在微裂紋或擴孔過程中容易在鐵素體和馬氏體界面形成應力集中導致開裂。高強雙相鋼擴孔率的改善相對比較困難，這是由其自身的組織特點所決定的。

目前關于高強度雙相鋼主要分為兩大類：一是冷軋高強雙相鋼；二是熱軋高強雙相鋼。冷軋高強雙相鋼的抗拉強度目前已達到1180MPa，而熱軋高強雙相鋼的抗拉強度幾乎都沒有達到780MPa以上。冷軋高強雙相鋼和熱軋高強雙相鋼的這種區別一方面是用戶對高強雙相鋼的需求主要針對冷軋產品，對熱軋高強度雙相鋼的產品需求不強；其次是熱軋產線與冷軋產線上存在很大不同，許多在冷軋產線上能夠生產的產品放在熱軋產線上難以實現，需要對鋼種的成分和工藝重新設計和優化。但隨著行業的不斷發展，對熱軋高強度雙相鋼的需求必定會越來越多。

發明內容

本發明的目的在于提供一種780MPa級熱軋高擴孔雙相鋼及其制造方法，該熱軋高擴孔雙相鋼的屈服強度≥600MPa，抗拉強度≥780MPa，延伸率A₈₀≥15％，擴孔率≥40％，表現出優異的強度、塑性和擴孔性匹配，可應用在車輪等需要良好成形性能和高強減薄的部位。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

本發明加入較高含量的Si以保證在有限的熱軋空冷時間內形成一定數量的鐵素體組織且擴大鐵素體形成的工藝窗口；加入微量的Nb主要目的是在精軋階段最大程度地細化奧氏體晶粒，使相變之后形成的鐵素體更加細小，有利于提高鋼板的強度和塑性；加入高Ti的主要目的是通過在空冷階段在鐵素體晶內形成納米級碳化物(尺寸≤10nm)，強化鐵素體，減小鐵素體與馬氏體之間的性能差異，提高擴孔性能。通過對組織中鐵素體和馬氏體含量的精確控制，獲得屈服強度≥600MPa，抗拉強度≥780MPa的高強度雙相鋼。

一種780MPa級熱軋高擴孔雙相鋼，其化學成分重量百分比為：C：0.10～0.15％，Si：0.8～1.8％，Mn：1.0～2.0％，P≤0.02％，S≤0.005％，O≤0.003％，Al：0.02～0.06％，N≤0.006％，Nb：0.01～0.06％，Ti：0.05～0.15％，其余為Fe和不可避免的雜質，且上述元素同時需滿足如下關系：0.10％≤Nb+Ti≤0.20％。

優選的，所述熱軋高擴孔雙相鋼的化學成分中：C：0.12～0.14％，以重量百分比計。

優選的，所述熱軋高擴孔雙相鋼的化學成分中：Si：1.0～1.5％，以重量百分比計。