一種抗拉強度450MPa級冷軋雙相鋼鋼板及其製備方法
2023-09-27 05:29:35 1
專利名稱：一種抗拉強度450MPa級冷軋雙相鋼鋼板及其製備方法
技術領域：
本發明屬於雙相鋼及其製備方法，特別屬於抗拉強度450MPa級冷軋雙相鋼鋼板及其製備方法。
背景技術：
高強度鋼板的開發適應節約型社會發展的趨勢，是鋼鐵材料當前乃至以後的重要發展方向。雙相鋼由於具有較高的強度、良好的延展性、低屈強比、高的初始加工硬化速率以及較好的焊接性能，在汽車製造業得到了廣泛的應用。目前國內外鋼鐵企業均已開展了不同級別的雙相鋼的開發。冷軋雙相鋼在汽車超輕鋼車身-先進概念車上的應用成果表明，用雙相鋼替代原有鋼材後在減重、節能、提高安全性、降低排放等方面都展現了廣闊的前景，同時也預示了 車用鋼板的發展趨勢。低牌號冷軋雙相鋼的開發具有重要的意義，在取代低合金高強鋼、高強IF鋼以及雙相鋼系列化方面有突出的作用。在汽車結構件應用方面，相比低合金高強鋼，主要有如下優點初始屈服點低、初始加工硬化速率高，屈強比低，具有良好的強度和延性匹配，更好的應變硬化性、高的撞擊吸能和良好的抗凹性，同時不需添加貴金屬Nb，可降低成本；相比碳素結構鋼，其優點具有高強度、高韌性，即具有很好的強度和韌性配合，具有較低屈強比、較高的延伸率和很高的初始加工硬化率，具有良好的焊接性能、高的烘烤硬化性能及撞擊吸能。在汽車覆蓋件應用方面，相比烘烤硬化鋼，主要有如下優點抗時效穩定性較好，保證高強度的同時，烘烤硬化性能較高，在相同強度級別的前提下，DP鋼板更薄，為汽車輕量化減重效果更明顯，同時雙相鋼的初始加工硬化速率較高，成形後具有較高的屈服強度，使得零件具有較好的抗凹性能，是汽車覆蓋件的理想材料。因此450MPa級冷軋雙相鋼是將來汽車輕量化覆蓋件用鋼的最佳材料，同時也是汽車普通結構件的最佳選材。對於450MPa級別的冷軋雙相鋼來說，目前國內外還未相關報導資料。
發明內容
本發明所要解決的第I個技術問題是提供一種抗拉強度450MPa級汽車用冷軋雙相鋼鋼板。本發明所要解決的第2個技術問題是上述鋼板的製備方法。本發明解決技術問題的技術方案為一種抗拉強度450MPa級汽車用冷軋雙相鋼鋼板，其化學成分質量百分數為c 0. 03-0. 06%、Si 0. 2-0. 3%、Mn :1. 4-1. 6%、Cr O. Γ0. 3%、Ti 0. 003 O. 020%, Als 0. 020-0. 060%、P 彡 O. 01%、S 彡 O. 01%，餘量為 Fe 和不
可避免的雜質。本發明的製備方法，依次包括以下步驟(I)冶煉與凝固適用於轉爐、電爐和感應爐冶煉，採用連鑄生產鑄坯或模鑄生產鑄錠；
(2)鑄坯或鑄錠的熱連軋將鑄坯經110(Tl250°C加熱，由粗軋機進行5_20道次軋制，熱軋到30-50mm厚度規格，由熱連軋機組進行5_7道次軋制，軋至目標厚度後在500-700°C範圍內進行卷取成鋼卷；(3)酸洗冷軋將熱軋帶鋼經鹽酸槽酸洗，去除表面氧化鐵皮後，進行冷連軋或冷車L，冷軋壓下率為50 75%，軋至目標厚度。(4)連續退火將酸洗冷軋步驟處理好的鋼板，先緩慢加熱至170°C後，快速升溫至76(T800°C，也可直接快速升溫至76(T800°C，保溫9(Tl20s，以5 7°C /s的速度冷至65(T680°C後以45-60°C /s的冷卻速度快速冷卻至在29(T320°C，過時效處理30(T500s後
冷至室溫。所述的緩慢加熱，即以5_15°C /s的速度進行加熱。
所述的快速升溫是指以加熱爐最大功率進行升溫。本發明中C :最有效的強化元素，是形成馬氏體的主要元素，鋼中碳含量決定了雙相鋼的強度和馬氏體的形貌；但是，保證具有良好的焊接性能和較高的延伸率，尤其是應用於覆蓋件需要較高的凸緣翻邊性能時，要求較低的碳含量，所以本發明中C的重量百分比控制在O. 03-0. 06%較低範圍。Si :鐵素體的固溶強化元素，加速碳向奧氏體的偏聚，對鐵素體中的固溶碳有清除和淨化作用，有助於提高雙相鋼的延性。但是為了避免因Si含量過高在鋼板表面形成的高熔點氧化物而影響鋼板表面質量，儘量降低鋼中的矽含量，所以本發明Si重量百分含量控制在 O. 2-0. 3%。Mn:屬於典型奧氏體穩定化學元素，能夠顯著提高鋼的淬透性，並起到固溶強化和細化鐵素體晶粒的作用，可顯著推遲珠光體轉變和貝氏體轉變。但Mn作為擴大奧氏體區的元素，當高的錳含量推遲珠光體轉變的同時，也會推遲鐵素體的析出；而錳含量太低又容易引起珠光體轉變，所以本發明Mn重量百分比含量控制在I. 4 I. 6%。Cr :中強碳化物形成元素，顯著提高鋼的淬透性，能強烈推遲珠光體轉變和貝氏體轉變，而且擴大了卷取窗口。Cr雖為弱固溶強化元素，但能增加奧氏體的過冷能力，從而細化組織，起到強化作用。同時Cr的適量添加，可以降低雙相鋼的屈強比，改善馬氏體的分布，進而提高延伸率；但是過高的Cr含量，會使鋼的淬透性大大提高，從而使強度大大增力口，惡化了鋼的成形性與焊接性。因此較佳的Cr含量應控制在O. Γ0. 30%以內。Als A1在雙相鋼中所起的作用與Si相似，同時Al還可形成AlN析出，起到一定的細化晶粒的作用。少量Al的存在，保證強度性能的前提下，可使雙相鋼的延伸性能提高。所以本發明Al重量百分比含量控制在O. 020%-0. 060%。P、S :為減少鋼中有害雜質對鋼的衝壓性能的不良影響，嚴格控制鋼中的P、S的含量。Ti :析出強化元素，對鐵素體基體有強化作用，有助於提高鐵素體的強度，降低鐵素體與馬氏體組織的強度差，從而提高鋼的凸緣延伸性能。但是為了避免因Ti含量過高，使得其熱導率下降而影響鑄坯及其加工過程中的表面質量，同時過高的Ti含量也形成大量的夾雜物，所以本發明Ti重量百分含量控制在小於等於O. 003、. 020%。本發明的主要特點由於成分設計中Si含量合適，有助於鐵素體中固溶碳的析出，淨化鐵素體，提高了雙相鋼的延性。屈強比低，強韌化匹配好，衝壓性能良好，初始加工硬化率高，並且本發明未使用合金元素，大大提高雙相的綜合力學性能，並降低了成本。同時極少的C含量，與添加少量的Ti含量，大大提高其凸緣翻邊成形性能，可以應用汽車覆蓋件。本發明與現有技術相比，所生產的汽車用高強度冷軋雙相鋼板，屈服強度為200MPa 250MPa，抗拉強度為440MPa 500MPa，延伸率為26 % 32 %。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作詳細的說明。實施例I :鋼的化學成分(質量百分比)C0. 03%, Mn 1. 6%, Si 0. 21%, Cr 0. 28%, Ti O. 0035%, Als :0. 02%，餘量為鐵和不可避免的雜質。其製備工藝為(I)冶煉與凝固適用於轉爐、電爐和感應爐冶煉，採用連鑄生產鑄坯或模鑄生產鑄錠；(2)鑄坯或鑄錠的熱連軋將鑄坯經110(Tl250°C加熱，由粗軋機進行5_20道次軋制，熱軋到30-50mm厚度規格，由熱連軋機組進行5_7道次軋制，軋至目標厚度後在500-700°C範圍內進行卷取成鋼卷；(3)酸洗冷軋將熱軋帶鋼經鹽酸槽酸洗，去除表面氧化鐵皮後，進行冷連軋或冷車L，冷軋壓下率為50 75%，軋至目標厚度。(4)連續退火將酸軋後的試樣，採用Multipas連續退火模擬器模擬連續退火工藝，先緩慢加熱至170°C後，快速升溫至800°C，保溫120s，以6. 5°C /s的速度冷至680°C後以50°C /s的冷卻速度快速冷卻至在320°C，過時效處理480s後冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產品屈服強度為220MPa，抗拉強度455MPa，延伸率32%，η值為O. 22。實施例2 鋼的化學成分(質量百分比)C:0. 045%, Mn 1. 5%, Si 0. 26%, Cr 0. 20%, Ti 0. 01%,
Als :0. 04%餘量為鐵和不可避免的雜質。其製備方法除退火工藝外，其餘與實施例I相同。將酸軋後的試樣，採用Multipas連續退火模擬器模擬連續退火工藝，先緩慢加熱至170°C後，快速升溫至780°C，保溫100s，以5°C /s的速度冷至660°C後以60°C /s的冷卻速度快速冷卻至在290°C，過時效處理360s後冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產品屈服強度為230MPa，抗拉強度465MPa，延伸率30%，η值為O. 22。實施例3 :鋼的化學成分(質量百分比)C 0. 055%，Mn :1. 45%，Si :0. 28%，Cr :0. 25%，Ti 0. 015%, Als 0. 04%餘量為鐵和不可避免的雜質。其製備方法除退火工藝外，其餘與實施例I相同。慢加熱至170°C後，快速升溫至760°C，保溫90s，以5. 5°C /s的速度冷至650°C後以45°C /s的冷卻速度快速冷卻至在290°C，過時效處理360s後冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產品屈服強度為235MPa，抗拉強度485MPa，延伸率29%，η值為O. 21。
實施例4 :鋼的化學成分(質量百分比)C :0. 06%，Mn :1. 40%, Si :0. 28%，Cr :0. 10%，Ti :0. 018%, Als :0. 06%餘量為鐵和不可避免的雜質。其製備方法除退火工藝外，其餘與實施例I相同。將酸軋後的試樣，採用Multipas連續退火模擬器模擬連續退火工藝，先緩慢加熱 至170°C後，快速升溫至760°C，保溫90s，以7. (TC /s的速度冷至650°C後以45°C /s的冷卻速度快速冷卻至在290°C，過時效處理360s後冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產品屈服強度為245MPa，抗拉強度495MPa，延伸率26%，η值為O. 21。
權利要求
1.一種抗拉強度450MPa級汽車用冷軋雙相鋼鋼板，其化學成分質量百分數為C 0. 03-0. 06%、Si 0. 2-0. 3%、Mn 1. 4-1. 6%、Cr 0. Γθ. 3%、Ti 0. 003 O. 020%, Als O. 020-0. 060%、P ( O. 01%、S彡O. 01%，餘量為Fe和不可避免的雜質。
2.權利要求I所述的抗拉強度450MPa級汽車用冷軋雙相鋼鋼板本的製備方法，依次包括以下步驟 (1)冶煉與凝固適用於轉爐、電爐和感應爐冶煉，採用連鑄生產鑄坯或模鑄生產鑄錠； (2)鑄坯或鑄錠的熱連軋將鑄坯經1100-1250°C加熱，由粗軋機進行5-20道次軋制，熱軋到30-50mm厚度規格，由熱連軋機組進行5_7道次軋制，軋至目標厚度後在500-700°C範圍內進行卷取成鋼卷； (3)酸洗冷軋將熱軋帶鋼經鹽酸槽酸洗，去除表面氧化鐵皮後，進行冷連軋或冷軋，冷軋壓下率為50 75%，軋至目標厚度； (4)連續退火將酸洗冷軋步驟處理好的鋼板，先緩慢加熱至170°C後，快速升溫至760-800°C，保溫90-120s，以5_7°C /s的速度冷至650-680°C後以45_60°C /s的冷卻速度冷卻至在290-320°C，過時效處理300-500s後冷至室溫。
3.根據權利要求2所述的抗拉強度450MPa級汽車用冷軋雙相鋼鋼板本的製備方法，其特徵在於 所述的緩慢加熱，即以5-15°C /s的速度進行加熱； 所述的快速升溫是指以加熱爐最大功率進行升溫。
4.權利要求I所述的抗拉強度450MPa級汽車用冷軋雙相鋼鋼板本的製備方法，依次包括以下步驟 (1)冶煉與凝固適用於轉爐、電爐和感應爐冶煉，採用連鑄生產鑄坯或模鑄生產鑄錠； (2)鑄坯或鑄錠的熱連軋將鑄坯經1100-1250°C加熱，由粗軋機進行5-20道次軋制，熱軋到30-50mm厚度規格，由熱連軋機組進行5_7道次軋制，軋至目標厚度後在500-700°C範圍內進行卷取成鋼卷； (3)酸洗冷軋將熱軋帶鋼經鹽酸槽酸洗，去除表面氧化鐵皮後，進行冷連軋或冷軋，冷軋壓下率為50 75%，軋至目標厚度； (4)連續退火將酸洗冷軋步驟處理好的鋼板，快速升溫至760-80(TC，保溫90-120S，以5-7°C /s的速度冷至650-680°C後以45_60°C /s的冷卻速度冷卻至在290_320°C，過時效處理300-500s後冷至室溫。
5.根據權利要求4所述的抗拉強度450MPa級汽車用冷軋雙相鋼鋼板本的製備方法，其特徵在於 所述的快速升溫是指以加熱爐最大功率進行升溫。
全文摘要
本發明公開了一種抗拉強度450MPa級汽車用冷軋雙相鋼鋼板及其製備方法，所述的雙相鋼的化學成分質量百分數為C0.03-0.06%、Si0.2-0.3%、Mn1.4-1.6% 、Cr0.1~0.3%、Ti0.003~0.020%， Als0.020-0.060%、P≤0.01%、S≤0.01%，餘量為Fe和不可避免的雜質。本發明與現有技術相比，所生產的汽車用高強度冷軋雙相鋼板，屈服強度為200MPa~250MPa，抗拉強度為440MPa~500MPa， 延伸率為26％～32％。
文檔編號C22C38/28GK102839329SQ20121027742
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月6日 優先權日2012年8月6日
發明者潘紅波, 劉永剛, 楊興亮, 詹華, 張建平, 張建, 徐祥合, 張軍, 汪建威, 谷海容, 陳繼林, 李月蘭 申請人:馬鋼(集團)控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司