[發明專利]一種980MPa級熱軋鐵素體貝氏體高擴孔雙相鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201610450215.2
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN105925888B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 王煥榮;楊阿娜;王巍
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;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980MPa級熱軋鐵素體貝氏體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原因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。然而，鐵素體+馬氏體型高強雙相鋼應用于車輪制造的一個最大缺點是其擴孔性能較差。在相同強度級別水平下，鐵素體和馬氏體雙相鋼的擴孔率最低。主要原因是鐵素體和馬氏體兩相的機械性能差異大，加工硬化率高，沖孔周圍容易產生微裂紋，在擴孔成形時產生開裂，而相同強度級別的貝氏體或鐵素體加貝氏體組織則表現出更優異的擴孔性能。鐵素體+貝氏體雙相鋼具有相對較低的屈強比和良好的擴孔性、塑性和沖擊韌性，在超高強度車輪用鋼領域(如≥780MPa)，鐵素體+貝氏體雙相鋼具有比鐵素體+馬氏體雙相鋼更大的應用潛力。

已有的雙相鋼主要是鐵素體+馬氏體型雙相鋼，這其中又主要是冷軋鐵素體+馬氏體型雙相鋼，強度級別在780MPa及以上的熱軋鐵素體+馬氏體型雙相鋼很少，而高強度(≥780MPa)鐵素體+貝氏體型雙相鋼更少。

中國專利CN101033522A公開了一種鐵素體貝氏體雙相鋼，其生產工藝簡單，但成分設計中含有較高的鋁，生產難度較大，成本較高，其抗拉強度在700～900MPa之間。中國專利CN102443735A公開了一種碳錳系鐵素體貝氏體雙相鋼，其采用分段式冷卻工藝，但其抗拉強度僅為450MPa。中國專利CN101603153A公開了一種665MPa級鐵素體貝氏體雙相鋼，其也采用分段式冷卻工藝，但其空冷時間為較長，為12-15秒，對薄規格熱軋帶鋼而言難以實現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種980MPa級熱軋鐵素體貝氏體高擴孔雙相鋼及其制造方法，該雙相鋼的屈服強度≥700MPa，抗拉強度≥980MPa，延伸率≥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；加入較高的Al主要目的是提高鐵素體析出驅動力，促進鐵素體析出；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碳化物(≤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。本發明通過對組織中鐵素體和貝氏體含量的精確控制，可獲得屈服強度≥700MPa，抗拉強度≥980MPa的高強度雙相鋼。

一種980MPa級熱軋鐵素體貝氏體高擴孔雙相鋼，其化學成分重量百分比為：C：0.20～0.30％，Si：1.0～2.0％，Mn：1.0～2.0％，P≤0.02％，S≤0.005％，O≤0.003％，Al：0.5～1.0％，N≤0.006％，Nb：0.01～0.06％，Ti：0.08～0.20％，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≤0.25％，2.5≤Al/C≤5.0。

優選的，所述熱軋鐵素體貝氏體高擴孔雙相鋼的化學成分中：C：0.22～0.28％，以重量百分比計。

優選的，所述熱軋鐵素體貝氏體高擴孔雙相鋼的化學成分中：Si：1.2～1.8％，以重量百分比計。

優選的，所述熱軋鐵素體貝氏體高擴孔雙相鋼的化學成分中：Mn：1.4～1.8％，以重量百分比計。

優選的，所述熱軋鐵素體貝氏體高擴孔雙相鋼的化學成分中：Nb：0.03～0.05％，以重量百分比計。

優選的，所述熱軋鐵素體貝氏體高擴孔雙相鋼的化學成分中：Al：0.6～0.8％，以重量百分比計。