[發明專利]一種1180MPa級輕質高強鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202110276198.6
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113061806B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 郭金宇;劉仁東;孟靜竹;張峰;王科強;徐榮杰;孫榮生;孫建倫;陳妍
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/14;C22C38/12;C22C33/04;C21C5/28;C21D8/02;C21D1/26;C21D9/00
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本發明公開一種1180MPa級輕質高強鋼及其制備方法。鋼中含有C：0.31％～0.46％，Si：0.9％～1.5％，Mn：2.1％～3.2％，P：0.05％～0.09％，S≤0.03％，Al：3.2％～5.2％，Ti：0.05％～0.22％，Mo：0.03％～0.2％，Bi：0.07％～0.19％，余量為Fe和不可避免雜質，且1.2≤(13C+2Mn)/(1.2Al+1.5Si)≤1.7。鑄坯加熱溫度1211～1251℃，開軋溫度1015～1165℃，終軋溫度865～945℃，層流冷卻速率＞23℃/s，卷取溫度＜235℃；退火溫度815～895℃，退火保溫時間105～275s，冷卻速率25～68℃/s，330～430℃時效處理，時效處理時間260～760s，最后以13～35℃/s冷卻到室溫。滿足汽車車身結構件高強高延伸率要求。

技術領域

本發明屬于汽車用鋼制造領域，涉及一種輕質高強鋼及其制備方法，該鋼種適用于制造汽車車身結構件，安全件、防撞件等以及其它用途的產品。

背景技術

近年來，隨著節能環保要求的不斷提高，輕量化和電動化成為汽車行業發展的主流趨勢，高強超高強汽車用鋼的研制開發和大量使用成為實現汽車輕量化的有效手段。隨著汽車用鋼強度的不斷增加，單純依靠提高鋼板強度來降低汽車零部件重量的方法越來越困難。人們嘗試使用Al、Mg、碳纖維等輕質材料來制造汽車零部件和整車，然而由于成本高以及加工性能、焊接性能不足等原因，使Al、Mg、碳纖維等輕質材料的應用受到限制。因此，冷軋輕質多相鋼的開發為解決上述難題提供了一個很好的方法。

專利文獻CN 110983195 A公開了一種汽車用低密度高強鋼及其制備方法。所述汽車用低密度高強鋼的成分重量百分比組成為：C：0.3％～0.5％，Si：0.2％～0.5％，Mn：1％～2％，P≤0.01％，S≤0.01％，Ce：0.020％～0.040％，N≤0.0060％，Als：3.50％～4.8％，余量為Fe和不可避免的雜質。采用冷軋-連退的生產工藝生產出980MPa級高強鋼，但是該發明的生產工藝復雜，產品延伸率低，難以滿足汽車復雜零部件的使用需求。

專利文獻CN 101775470A公開了一種抗拉強度700～800MPa級熱軋高強輕質雙相鋼及其制造方法。其主要化學成分為：C：0.2％～0.5％，Mn：2.0％～6.0％，Si：0.3％～1.0％，N≤0.008％，P≤0.015％，S≤0.010％，Al：4.0％～9.0％，還包括Cr、Ti、V、Mo、Nb、Ca、Ni、Cu中的至少一種或幾種，且0.8≤(15C+0.5Mn)/(Al+Si)≤1.20，其余為Fe和不可避免的雜質。采用熱軋工藝，生產出強度級別為700～800MPa級高強輕質雙相鋼，但是該發明的產品伸長率較低，難以滿足汽車零部件的沖壓需求。

綜上，現有的輕質多相汽車用鋼存在成本高、工藝復雜、產品成形性能較差等問題，難以滿足汽車零部件的使用需求。

發明內容

針對以上現有技術問題，本發明的目的在于提供一種高強、高塑、輕質1180MPa級高強鋼及其制備方法，滿足汽車車身結構件高強高延伸率要求。

具體的技術方案是：

一種1180MPa級輕質高強鋼，其化學成分以質量百分比計為：C：0.31％～0.46％，Si：0.9％～1.5％，Mn：2.1％～3.2％，P：0.05％～0.09％，S≤0.03％，Al：3.2％～5.2％，Ti：0.05％～0.22％，Mo：0.03％～0.2％，Bi：0.07％～0.19％，余量為Fe和不可避免的雜質，且鋼中的C、Mn、Al、Si元素需要符合下面的關系1.2≤(13C+2Mn)/(1.2Al+1.5Si)≤1.7。

本發明合金設計的理由如下：