[發明專利]具有良好的疲勞及擴孔性能的超高強熱軋鋼板和鋼帶及其制造方法

有效

• 申請號: 201810681968.3
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN110643894B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 張瀚龍;張玉龍;王利
• 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;C22C38/38;C22C38/06;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/22;C21D8/02
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 崔兆慧;竺明

具有良好的疲勞及擴孔性能的超高強熱軋鋼板和鋼帶及其制造方法，該鋼板和鋼帶成分重量百分比為：C：0.07～0.14％，Si：0.1～0.4％，Mn：1.55～2.00％，P≤0.015％，S≤0.004％，Al：0.01～0.05％，N≤0.005％，Cr：0.15～0.50％，V：0.1～0.35％，Nb：0.01％～0.06％，Mo：0.15～0.50％，且Ti≤0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質；且同時需滿足：1.0≤[(Cr/52)/(C/4)+(Nb/93+Ti/48+V/51+Mo/96)/(C/12)]≤1.6。本發明超高強熱軋鋼板和鋼帶的抗拉強度≥780MPa、屈服強度≥660MPa，拉伸疲勞極限(循環1000萬次)FL≥570MPa，或疲勞極限比抗拉強度FL/Rm≥0.72，擴孔率滿足：若原始孔為沖壓孔：擴孔率＞85％；若原始孔為鉸孔：擴孔率＞120％。

技術領域

本發明屬于金屬材料領域，具體涉及一種具有良好的疲勞及擴孔性能的超高強熱軋鋼板和鋼帶及其制造方法，主要應用于制造汽車底盤、懸掛件等產品。

背景技術

汽車“輕量化”可直接減少排放，降低油耗，是當今汽車制造業發展的目標。汽車“輕量化”的一個重要的措施就是采用高強度和超高強度的鋼板來代替軟鋼。大量采用高強鋼后可實現20～25％的減重效果。在過去的十年中，白車身結構件已廣泛采用兼具高強度與高延伸率的先進高強鋼實現“輕量化”，取得了優異的節能減排效果。目前，“輕量化”概念進一步沿用至汽車底盤及懸掛系統，日益嚴苛的環保要求和市場需求也要求汽車底盤材料采用高強鋼實現“輕量化”。

然而，對于汽車底盤及懸掛系統的結構件，其成形過程要求材料具有很高的擴孔率性能。此外，底盤及懸掛系統的結構件的服役特點亦要求材料具有較高的疲勞性能。盡管以貝氏體組織為主的高強鋼因具有高強度和良好的擴孔性能而成為目前汽車底盤及懸掛系統零件的常用鋼種，但由于貝氏體鋼成分及組織復雜，且材料的高強度、高擴孔率與高疲勞極限三項性能之間相互制約，設計及制造兼具高強度、良好擴孔性與良好疲勞性能的鋼材，具有極大的難度。

中國專利CN102612569A公開了一種高強度熱軋鋼板，其抗拉強度大于780MPa，1000萬次彎曲疲勞極限比大于0.45，擴孔率(原始孔為沖孔)為30～50％。盡管該鋼板具有較高的強度和一定的彎曲疲勞極限，但是擴孔率相對較低。

中國專利CN103108971A公開了一種耐疲勞特性優良的高強度熱軋鋼板，該鋼板抗拉強度大于780MPa，200萬次拉伸疲勞極限0.66～0.78。但是，該疲勞極限僅是200萬次加載下的疲勞極限，根據公知常識，疲勞極限與循環次數成反比，故若進一步增加該材料的疲勞試驗加載次數，其疲勞極限會進一步降低，且該專利未考慮材料的擴孔性能。

中國專利CN101906567A公開了一種擴孔加工性優異的高強度熱軋鋼板，該鋼板抗拉強度大于780MPa，擴孔率(原始孔為沖孔)介于43～89％。中國專利文件CN104136643A公開了一種抗拉強度大于780MPa，擴孔率(原始孔為鉸孔)介于37～103％的高強度熱軋鋼板。但是，上述兩個專利均未考慮材料的疲勞性能。

而在上述四個專利中，Ti元素均為可選或必選的有益元素，是為了提高材料強度或抑制原始奧氏體晶粒長大。但是Ti元素與鋼中常見雜質N元素在高溫下會形成方形(或三角形)的大塊、脆性、具有尖銳邊角的TiN顆粒，會對鋼材的彎曲、擴孔等成形性能產生有害影響，并會大幅降低鋼材的疲勞極限。現有技術中均未考慮Ti元素會導致的這些不利影響。