抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板及其製造方法

2023-12-09 20:53:41

專利名稱：：抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板及其製造方法
技術領域：
：本發明屬於金屬材料領域，具體地，本發明涉及熱軋高擴孔鋼板材料。
背景技術：
：近年來，由於人類環境保護意識日益增強，降低汽車的油耗及減少C02的排放己經成為了一個全球共同的呼聲，在為了達到這一目標的多種措施中，汽車減重則是一個非常有效的手段。這一全球性的趨勢以及對汽車安全性重視，帶來了對各種先進的高強度、加工性能良好的新型鋼鐵材料的需求。熱軋鋼板主要用於轎車底盤、車輪、懸掛及其周圍部件，它的重量大約佔車體總重量的25%以上。在現有技術中，具有優良加工性能的高強度熱軋鋼板的組織有鐵素體-馬氏體組織，由鐵素體、貝氏體組織所構成的混合組織，或者以貝氏體或鐵素體為主體的大致單相組織。其中，對於鐵素體+馬氏體組織，由於具有延展性高、疲勞特性優良的特性，正在汽車車輪等方面獲得應用。然而，由於汽車行走零部件具有非常複雜的形狀，要求鋼板具有良好的衝壓成形性，其中較高的擴孔(或翻邊)性能即是一個非常重要的指標要求。而在鐵素體+馬氏體組織中，從變形的初期開始便在馬氏體周圍產生微小空隙而生成裂紋，因而是擴孔性變差，這在汽車行走零部件等要求高擴孔性的用途方面是不合適的。為滿足鋼板在轎車底盤上的使用條件，一般有兩種選擇，一種是使用強度降低的鋼板(《300MPa)，以獲得較高的擴孔性能；另一種是在零件設計中減少翻邊量，以降低對鋼板擴孔性能的要求。隨著汽車用鋼強度的不斷提高，傳統汽車用鋼的擴孔率隨之降低，已難以滿足轎車底盤對鋼板擴孔率的要求。而隨著汽車設計對底盤結構的要求日益提高，其零件形狀日趨複雜，強度要求不斷提高，對鋼板擴孔率也有所增加，高擴孔鋼已成為一個重要的汽車用鋼品種。高擴孔鋼厚度一般不大於6mm，普通SAPH碟—錳系鋼板等的擴孔性能往往比較低(《70%)，不能滿足汽車底盤一些形狀複雜零部件的成形性能要求。另外，作為汽車底盤用材料，高擴孔鋼必須有足夠的強度，而一般鋼鐵材料的強度提高後通常會帶來成形性能的下降，如塑性降低、擴孔率減少。US20060096678公開了一種熱軋鋼板，其強度為780MPa以上，延伸率為22%以上，擴孔率為60%以上。US4415376公開了一種熱軋鋼板，屈服強度為80ksi以上，擴孔率為58%以上，並採用Nb、V強化。JP2006124773公開了一種熱軋高強鋼板，採用C一Si—Mn成分，抗拉強度與擴孔率之積為40000(MPa%)以上。JP2006063394公開了一種熱軋高擴孔鋼，碳含量0.200.48%，其抗拉強度也是^440MPa，但其擴孔率僅為>70%，且熱軋後還要進行640°C的退火處理。如果鋼板在具有足夠強度的同時具有一定的塑性和優良的擴孔率，在複雜形狀零部件的成形加工(特別是小直徑曲面翻邊)時就可以避免開裂現象的產生。本發明通過調整化學成分及生產工藝，獲得了一種抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板，從而完成了本發明。因此，本發明第一個目的在於提供一種抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板。本發明第二個目的在於提供這種抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板的製造方法。
發明內容本發明一方面提供一種抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板，所述鋼板包括以下化學成分(wt%):C:0.01-0.06%、Si:0-0.6%、Mn:0.8-1.3%、P《0.035%、S《0.0腦、Al:0.025-0.060%、N《0.0060%、Nb:0-0.25%、其餘是Fe和不可避免的雜質。本發明提供的這種鋼板，一個優選的實施方式為，還可以包括以下化學成分Ti《0.03%、Ca<0.0050%。上述各合金元素的作用如下所述C:用於形成足夠碳化物強化相，以保證鋼的強度級別，C太低強度達不到要求，C太高對焊接性能和成形性能不利。Si:在鋼中起固溶強化作用，太高容易使鋼板表面產生紅鐵皮等表面缺陷。Mn:是固溶強化元素，低於1.6%鋼的強度不足，太高會使鋼的塑性下降。P、S:是鋼中的雜質元素，含量應越低越好。Al:是鋼中的脫氧元素，減少鋼中的氧化物夾雜、純淨鋼質，有利於提高鋼板的成形性能。Nb、Ti:是有效細化晶粒、提高強度和韌性的元素，以碳化物和碳氮化物的形式存在於鋼中，加入量低於0.01%強化效果小。Ca:可改變鋼中硫化物的形態，提高鋼板的塑性和韌性。本發明另一方面提供這種抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板的製造方法，包括冶煉、澆鑄、熱軋、冷卻，其中在冷卻工藝中，巻取溫度為560-660°C。本發明提供的這種製造方法，一個優選的實施方式為，在熱軋工藝中，加熱溫度為1150隱1250。C。本發明提供的這種製造方法，一個優選的實施方式為，在熱軋工藝中，軋制變形量大於80%。本發明提供的這種製造方法，一個優選的實施方式為，在熱軋工藝中，終軋溫度為830-卯0。C。本發明提供的這種製造方法，一個優選的實施方式為，在冷卻工藝中，冷卻速度為20°C/s。下面對本發明製造方法中的熱軋、冷卻工藝詳述如下熱軋工藝中，若加熱溫度低於115(TC,微合金元素溶解不充分，則不能充分利用微合金元素的作用，強度降低；而高於125(TC時，晶粒容易粗化，對提高鋼板韌性不利。因此，本發明者將熱軋工藝中的加熱溫度設為1150-125(TC。板坯在奧氏體再晶界區進行粗軋，通過軋制變形後的再結晶細化奧氏體晶粒，鋼板的變形量在80%以上，終軋溫度控制在奧氏體未再結晶區830卯0。C，通過奧氏體低溫區的軋制變形，使奧氏體晶粒內形成變形帶並因應變誘發微合金元素的碳氮化物沉澱，細化奧氏體的相變產物，提高鋼板的韌性。終軋後鋼板以20°C/s以上冷卻速度冷卻到56066(TC巻取，巻取後空冷至室溫。冷卻巻取溫度若低於56(TC，鋼板存在貝氏體組織，不利於提高擴孔性。有益效果本發明提供的這種熱軋高強度高擴孔鋼板，抗拉強度達到440MPa。生產時，無需熱處理，降低成本；熱軋後無需複雜控制冷卻技術，用一般層流冷卻工藝就可實現，易於生產。該鋼板具有良好的擴孔性能、成型性能、冷加工性能，主要用於汽車底盤複雜形狀零部件成形加工。具體實施例方式下面用實施例對本發明作進一步闡述，但這些實施例絕非對本發明有任何限制。本領域技術人員在本說明書的啟示下對本發明實施中所作的任何變動都將落在權利要求書的範圍內。實施例1通過冶煉、澆鑄、熱軋冷卻工藝，獲得具有如下表1所述化學成分的成品鋼，厚度為3mm，隨後進行力學性能測試(按GB6397-86標準進行)以及擴孔性能測試(JFST1001-1996標準進行)。其軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能見如下表ll。表1實施例1鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage6實施例2通過冶煉、澆鑄、熱軋冷卻工藝，獲得具有如下表2所述化學成分的成品鋼，厚度為3mm，隨後進行力學性能測試(按GB6397-86標準進行)以及擴孔性能測試(JFST1001-1996標準進行)。其軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能見如下表ll。表2實施例2鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage6實施例3通過冶煉、澆鑄、熱軋冷卻工藝，獲得具有如下表3所述化學成分的成品鋼，厚度為3mm，隨後進行力學性能測試(按GB6397-86標準進行)以及擴孔性能測試(JFST1001-1996標準進行)。其軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能見如下表ll。表3實施例3鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage6實施例4通過冶煉、澆鑄、熱軋冷卻工藝，獲得具有如下表4所述化學成分的成品鋼，厚度為3mm，隨後進行力學性能測試(按GB6397-86標準進行)以及擴孔性能測試(JFST1001-1996標準進行)。其軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能見如下表ll。表4實施例4鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage7實施例5通過冶煉、澆鑄、熱軋冷卻工藝，獲得具有如下表5所述化學成分的成品鋼，厚度為3mm，隨後進行力學性能測試(按GB6397-86標準進行)以及擴孔性能測試(JFST1001-1996標準進行)。其軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能見如下表ll。表5實施例5鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage7實施例6通過冶煉、澆鑄、熱軋冷卻工藝，獲得具有如下表6所述化學成分的成品鋼，厚度為3mm，隨後進行力學性能測試(按GB6397-86標準進行)以及擴孔性能測試(JFST1001-1996標準進行)。其軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能見如下表ll。表6實施例6鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage7實施例7通過冶煉、澆鑄、熱軋冷卻工藝，獲得具有如下表7所述化學成分的成品鋼，厚度為3mm，隨後進行力學性能測試(按GB6397-86標準進行)以及擴孔性能測試(JFST1001-1996標準進行)。其軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能見如下表ll。表7實施例7鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage7實施例8通過冶煉、澆鑄、熱軋冷卻工藝，獲得具有如下表7所述化學成分的成品鋼，厚度為3mm，隨後進行力學性能測試(按GB6397-86標準進行)以及擴孔性能測試(JFST1001-1996標準進行)。其軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能見如下表ll。表8實施例7鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage8實施例9通過冶煉、澆鑄、熱軋冷卻工藝，獲得具有如下表7所述化學成分的成品鋼，厚度為3mm，隨後進行力學性能測試(按GB6397-86標準進行)以及擴孔性能測試(JFST1001-1996標準進行)。其軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能見如下表ll。表9實施例7鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage8比較例JP2006063394公開了一種熱軋高擴孔鋼，其化學成分如下表10所述。表10比較例鋼的化學成分(wt%)tableseeoriginaldocumentpage8將比較例鋼的軋制工藝參數及力學性能、擴孔性能列於如下表ll，並與本發明的鋼板進行比較。表ll各實施例及比較例鋼板的軋制工藝參數、力學性能及擴孔性能tableseeoriginaldocumentpage9*實施例和比較例拉伸試樣標距均為50mm。權利要求1.一種抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板，其特徵在於，包括以下化學成分(wt％)C0.01-0.06％、Si0-0.6％、Mn0.8-1.3％、P≤0.035％、S≤0.010％、Al0.025-0.060％、N≤0.0060％、Nb0-0.25％、其餘是Fe和不可避免的雜質。2.如權利要求l所述的抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板，其特徵在於，還可包括以下化學成分Ti《0.03%、Ca<0.0050%。3.權利要求1或2所述的抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板的製造方法，包括冶煉、澆鑄、熱軋、冷卻，其特徵在於，冷卻工藝中，巻取溫度為560-66(TC。4.如權利要求3所述的製造方法，其中熱軋工藝中的加熱溫度為1150-1250°C。5.如權利要求3所述的製造方法，其中熱軋工藝中的軋制變形量大於80%。6.如權利要求3所述的製造方法，其中熱軋工藝中的終軋溫度為830-900°C。7.如權利要求3所述的製造方法，其中冷卻工藝中的冷卻速度為2(TC/s。全文摘要本發明提供一種抗拉強度為440MPa級熱軋高擴孔鋼板，包括以下化學成分(wt％)C0.01-0.06％、Si0-0.6％、Mn0.8-1.3％、P≤0.035％、S≤0.010％、Al0.025-0.060％、N≤0.0060％、Nb0-0.25％、其餘是Fe和不可避免的雜質。本發明還提供這種熱軋高擴孔鋼板的製造方法，所述方法無需熱處理，降低成本，且熱軋後無需複雜控制冷卻技術，易於生產。本發明提供的鋼板具有良好的擴孔性能、成型性能、冷加工性能，主要用於汽車底盤複雜形狀零部件成形加工。文檔編號C22C38/14GK101353757SQ20071009396公開日2009年1月28日申請日期2007年7月23日優先權日2007年7月23日發明者張建蘇申請人:寶山鋼鐵股份有限公司