專利名稱：一種抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)領域，特別涉及一種抗拉強度達到780MPa級主要適用于汽車領域的熱軋雙相鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
由軟相鐵素體和硬相馬氏體組成的雙相鋼以其優(yōu)越的力學性能和成形性能，廣泛應用于汽車工業(yè)。而近年來，隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車結(jié)構(gòu)輕量化顯得日益重要。在 國際鋼鐵協(xié)會制定的超輕鋼車體計劃(ULSAB)中，超輕汽車用鋼材可以使汽車車身強度提高到現(xiàn)有強度的132%，車重減輕35%，而且不再需要增加補強部件，可以大幅減少制造成本，節(jié)能減排效果顯著。而在超輕鋼車體中，雙相鋼將占車體總質(zhì)量的74. 3%，其中高強度雙相鋼占絕大部分。目前各鋼廠和研究機構(gòu)已開發(fā)出多個級別的熱軋雙相鋼板，但其仍然存在一定缺陷，主要可分為兩個方面一是成分中含有較高的Si元素或貴重合金元素(如Mo)，使鋼材分別出現(xiàn)表面質(zhì)量較差、成本較高等問題，很難打入市場；另一大缺陷為終軋后冷卻路徑復雜，導致鋼板的性能波動較大，且對于Si-Mn系熱軋雙相鋼而言，還存在卷取溫度較低，對卷取設備的要求較高等問題。這些都對熱軋雙相鋼板的大規(guī)模生產(chǎn)應用產(chǎn)生較大影響。公開號為CN101717886A的專利中提出了一種抗拉強度為650MPa級的熱軋雙相鋼板及其制造方法，雖然其成本較低，軋后冷卻工藝也相對簡單，但其成分中Si含量較高，這將導致鋼板出現(xiàn)表面質(zhì)量問題，同時其卷取溫度較低(低于300°C)，這又要求卷取設備具有較強的卷取能力，而傳統(tǒng)熱連軋機組的卷取能力達不到要求。公開號為CN1807670A、CN1807669A和CN101880825A的專利中也出現(xiàn)類似問題。公開號為CN1793400A的專利中提到的熱軋雙相鋼板雖然強度較高，但其在終軋后采用分段冷卻工藝，這將導致冷卻工藝的復雜難以控制，從而影響到鋼板最終組織和性能的均勻性。而公開號為CN1970813A的專利中提到的熱軋雙相鋼的生產(chǎn)方法除了在軋后采用分段冷卻工藝外，其成分中的Si含量也較聞。鑒于上述問題，開發(fā)經(jīng)濟型、易生產(chǎn)、表面質(zhì)量好的熱軋雙相鋼板成為當前趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
針對汽車用鋼領域的發(fā)展需求以及現(xiàn)有熱軋雙相鋼板生產(chǎn)所存在的問題，本發(fā)明提供一種經(jīng)濟型、易生產(chǎn)、綜合性能良好的抗拉強度達到780MPa級的熱軋雙相鋼板及其制造方法。本發(fā)明以傳統(tǒng)C-Si-Mn系熱軋雙相鋼成分為基礎,在降低Si含量的同時,添加一定量的Cr、Nb和少量Ti元素，通過兩階段控軋，并在軋后采用簡單冷卻路徑和中溫卷取，獲得抗拉強度達到780MPa級以上，顯微組織為鐵素體與馬氏體的雙相鋼板。本發(fā)明抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板的化學成分按質(zhì)量百分數(shù)為C O. 07°/Γ(). 12%、Si O. 2°/Γθ. 7%、Μη
I.0% I. 8%、Als O. 02% O. 08%、Cr O. 5% I. 2%、Nb O. 02% O. 05%、Ti O. 01% O. 03%,并限制P〈0. 02%、S〈0. 005%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明鋼板最終組織中鐵素體體積分數(shù)為759Γ85%，馬氏體體積分數(shù)為15% 25%。鋼板的抗拉強度大于780MPa，屈強比低于O. 7，延伸率高于15%，η值大于等于O. 16。本發(fā)明鋼板成分的主要作用為C碳是鋼中最主要的固溶強化元素，是鋼材強度的保證，同時也是雙相鋼中馬氏體形成的必要元素?？紤]到焊接性、成形性等，碳含量不能過高，而碳含量太低則不易得到鐵素體和馬氏體雙相組織，本發(fā)明中碳 的范圍為O. 079Γ0. 12%。Si :硅是鐵素體形成元素，可以促進奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時碳向奧氏體的偏聚，對鐵素體中的固溶碳有“清除”和“凈化”作用，促進先共析鐵素體的形成，提高殘余奧氏體的穩(wěn)定性。然而，鋼中過高的硅會給熱軋表面質(zhì)量和涂鍍帶來麻煩。本發(fā)明中硅的含量為
0.2% 0· 7%。Mn:錳是典型的奧氏體穩(wěn)定化元素，顯著提高鋼的淬透性，并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(zhuǎn)變以及貝氏體轉(zhuǎn)變。但錳含量過高，在推遲珠光體轉(zhuǎn)變的同時，也推遲鐵素體的析出，反之組織中易出現(xiàn)珠光體。因此，選定錳含量為
1.0% 1· 80%OAl :鋁對臨界區(qū)加熱時奧氏體形態(tài)的影響與Si相似，即鋁也促使馬氏體呈纖維狀形態(tài)，鋁還可以形成AlN析出，起到一定的細化晶粒作用。鋁的范圍為O. 029Γ0. 08%。P:磷能使馬氏體島的形態(tài)發(fā)生顯著變化，使馬氏體島尺寸變細小，且均勻分布。磷的另一影響是提高α相的形成溫度，擴大形成α相的溫度范圍。但磷含量過多，會使鋼板的加工性惡化，因此將其上限定為O. 02%.S :硫通過形成MnS等硫化物夾雜，成為裂紋的起點而使加工性能惡化，因此含量越少越好，將其上限定為O. 005%。Cr:鉻是中強碳化物形成元素，顯著提高鋼的淬透性，強烈推遲珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變。鉻可以促進碳向奧氏體擴散，增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，并可降低鐵素體的屈服強度，更有利于獲得低屈服強度的雙相鋼。鉻的范圍為O. 59Γ1. 2%。Nb :固溶狀態(tài)的鈮能夠抑制熱變形過程中靜態(tài)和動態(tài)再結(jié)晶，提高再結(jié)晶終止溫度，增大了連軋過程中后部分機架的應變累積，促進奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變，并鐵素體晶粒得到細化。鈮與碳和氮結(jié)合形成小的碳氮化物也可延遲再結(jié)晶，阻止奧氏體晶粒長大，并有明顯細晶強化效果。但鈮含量過高會對鐵素體相變產(chǎn)生不利影響，因此本發(fā)明中鈮含量的范圍在O. 02% 0· 05%之間。Ti :鈦具有析出強化、細晶強化和抑制奧氏體再結(jié)晶等作用，此外，在鋼中加入一定量的鈦能夠改善鋼的焊接性能。本發(fā)明中鈦含量的范圍在O. 01°Γθ. 03%之間。本發(fā)明采用以上化學成分，通過中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)抗拉強度大于780MPa熱軋雙相鋼板，其具體的制造方法包括以下步驟(I)加熱工藝將8(T230mm厚的連鑄板坯在步進式加熱爐中加熱到1220±20°C，并保溫2 4小時。較高的加熱溫度和合適的保溫時間使板坯中合金元素完全固溶、板坯成分均勻，并起到控制原始奧氏體晶粒尺寸及節(jié)約能源等作用。(2)軋制工藝采用兩階段控制軋制，再結(jié)晶區(qū)軋制開軋溫度大于1050°C，中間坯厚度為35 60mm，未再結(jié)晶區(qū)終軋溫度為84(T920°C，成品厚度為2. 5飛mm。較高的再結(jié)晶區(qū)軋制溫度和較大的壓下量使原始奧氏體晶粒得到細化；未再結(jié)晶區(qū)階段溫度不宜過高，較低的溫度和較大的變形有利于奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變。(3)冷卻工藝終軋后采用連續(xù)層流冷卻，冷卻速率為2(T40°C/S。連續(xù)的層流冷卻工藝使鐵素體晶粒大量快速的析出，在抑制鐵素體晶粒長大的同時，還使鐵素體的含量得到了保證，同時簡化了冷卻工藝。冷卻過程中冷卻速率過慢，組織中易出現(xiàn)珠光體，反之鋼板組織中鐵素體的含量達不到要求。(4)卷取溫度卷取溫度為50(T60(TC。卷取溫度過高組織中易出現(xiàn)珠光體，過低組織中會出現(xiàn)貝氏體組織。 本發(fā)明780MPa級熱軋雙相鋼板成分中只加入一定量的Cr元素，與傳統(tǒng)中溫卷取型含Mo熱軋雙相鋼相比成本大大降低；Nb的加入提高了再結(jié)晶終止溫度，使終軋溫度可以在較高的溫度下進行，從而降低了軋機的負荷；軋后采用連續(xù)冷卻工藝，簡化了生產(chǎn)工序，易于在連軋線上實施。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明做進一步的說明。發(fā)明實施例將厚度為8(T230mm的連鑄坯加熱到1220±20°C，保溫2 4小時后在中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線上進行兩階段控軋，再結(jié)晶區(qū)軋制溫度大于1050°C，中間坯厚度為35飛0mm，未再結(jié)晶區(qū)終軋溫度為84(T920°C。終軋后采用連續(xù)冷卻，冷卻速率為2(T40°C /s，卷取溫度為50(T60(TC，成品厚度為2. 5飛mm。本發(fā)明的5個實施例的具體成分、溫度制度及鋼板的組織及性能見表廣表3。表I本發(fā)明實施例鋼的化學成分(wt，％)
權(quán)利要求
1.一種抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板，其特征在于鋼板的化學成分按質(zhì)量百分數(shù)為C O. 07% O. 12%、Si O. 2% O. 7%、Mn I. 0% I. 8%、Als O. 02% O. 08%、Cr O. 5% I. 2%、NbO.02% 0· 05%、Ti O. 01% 0· 03%、Ρ〈0· 02%、S〈0. 005%,余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板，其特征在于所屬鋼板最終組織中鐵素體體積分數(shù)為75°/Γ85%，馬氏體體積分數(shù)為15°/Γ25% ;屈強比低于O. 7，延伸率高于15%，η值大于等于O. 16。
3.—種權(quán)利要求I所述抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板的制造方法，其特征在于將8(T230mm厚的連鑄板坯加熱到1220±20°C，保溫2 4小時；采用兩階段控制軋制，再結(jié)晶區(qū)軋制開軋溫度大于1050°C，中間坯厚度為35 60mm，未再結(jié)晶區(qū)終軋溫度為84(T920°C，成品厚度為2. 5飛mm ;終軋后采用連續(xù)層流冷卻，冷卻速率為2(T40°C /s ;卷取溫度為500 600。。。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板及其制造方法，成分為C 0.07%~0.12%、Si 0.2%~0.7%、Mn 1.0%~1.8%、Als 0.02%~0.08%、Cr 0.5%~1.2%、Nb 0.02%~0.05%、Ti 0.01%~0.03%、P<0.02%、S<0.005%，余為Fe。方法特點將80~230mm厚的連鑄板坯加熱到1220±20℃，保溫2~4小時；采用兩階段控制軋制，再結(jié)晶區(qū)軋制開軋溫度＞1050℃，未再結(jié)晶區(qū)終軋溫度840~920℃，成品厚度2.5~6mm；終軋層流冷卻，冷速20~40℃/s，卷取溫度500~600℃。本發(fā)明與傳統(tǒng)中溫卷取型含Mo熱軋雙相鋼相比成本大大降低，采用較高的終軋溫度和連續(xù)冷卻工藝，既降低了軋機的負荷，又簡化了生產(chǎn)工序。
文檔編號C22C38/28GK102912244SQ20121041120
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者董毅, 時曉光, 劉仁東, 韓斌, 史乃安, 于寧, 王進臣, 高磊, 徐鑫, 李桂艷 申請人:鞍鋼股份有限公司