CN100348767C - 一种抗拉强度715～795MPa级双相钢板及制造方法 - Google Patents

一种抗拉强度715～795MPa级双相钢板及制造方法 Download PDF

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Abstract

一种抗拉强度715～795MPa级双相钢板，其化学成分按质量百分数为：0.13～0.17%C、0.20～0.40%Si、1.30～1.50%Mn、0.02～0.03%Nb，余量为Fe；厚度规格为3～4.5mm，具有细晶粒铁素体与马氏体双相组织，其中：铁素体体积分数为80～85%，马氏体体积分数为20～15%，铁素体平均晶粒尺寸为4μm。通过控轧控冷工艺轧制，开轧温度1100～1150℃，终轧温度800～850℃；控制第一段冷却速度15～20℃/s，冷却后温度620～650℃；第二段冷却速度270～310℃/s，卷取温度30～80℃；冷却后进行卷取，控制钢板厚度3～4.5mm。

Description

一种抗拉强度715～795MPa级双相钢板及制造方法
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，涉及汽车结构件的高强度钢制造技术，具体涉及一种抗拉强度715～795MPa级双相钢板及制造方法。
背景技术
高强度汽车用热轧钢板的开发，一直是国内外材料工作研究的热点之一。一般使用的铁素体+珠光体热轧钢板最大强度为500MPa级，虽然增加Nb或Ti等微合金化元素可进一步提高强度，但成形性将变差，因而限制了其应用。为进一步提高强度，开发了双相钢(DP)。双相高强度钢特点是在细小的铁素体基体上分布约15％硬相，并通过固溶原子进一步强化，铁素体-贝氏体和双相铁素体-马氏体钢的抗拉强度在550～650MPa之间。由于成形性的限制，双相钢无法达到800MPa级水平。为满足更高强度及成形性能的要求，又开发了含残余奥氏体的800MPa级三相TRIP钢，在变形过程中残余奥氏体应变诱发转变为马氏体(TRIP)，在提高强度的同时，提高成形性能。但目前可商业化生产的直接热轧双相钢与TRIP钢都采用复杂合金化的办法，存在成本高、工艺难度大等问题，不利于推广，国内尚不能大规模生产。考虑到环境问题和能源问题，新型的高强度汽车结构件用热轧钢板的化学成分将趋向于简单的C-Si-Mn系钢(或添加微量的合金元素)；开发控轧及控冷新工艺，综合利用细晶强化和相变强化方式提高钢材强度极限。
发明内容
针对现有高强度汽车用热轧钢板及其生产工艺存在的问题，本发明提供一种抗拉强度715～795MPa级双相钢板及制造方法。
本发明提供了一种抗拉强度715～795MPa级细晶粒双相钢，其化学成分按质量百分数为：0.13～0.17％C、0.20～0.40％Si、1.30～1.50％Mn，0.02～0.03％Nb，余量为Fe。本发明对于715～795MPa级热轧钢板提供了一种新的组织状态，即：细晶粒铁素体与马氏体双相组织。其中：铁素体体积分数为80～85％，马氏体体积分数为20～1 5％，铁素体平均晶粒尺寸为4μm。
本发明采用上述化学成分的、厚度为80～250mm的钢坯，通过热轧及两段快速冷却工艺生产抗拉强度715～795MPa级双相钢板，具体按以下步骤进行：
(1)将钢坯加热至1150～1250℃，保温2～2.5小时。
(2)保温后进行热轧，控制开轧温度1100～1150℃，终轧温度800～850℃。
(3)热轧后进行两段式控制冷却，控制第一段冷却速度15～20℃/s，冷却后温度620～650℃；第二段冷却速度270～310℃/s，终冷温度(即卷取温度)30～80℃。
(4)冷却后进行卷取，卷取温度30～80℃，控制钢板厚度3～4.5mm。
本发明通过热轧及两段快速冷却工艺，得到厚度规格为3～4.5mm、具有细晶粒铁素体与马氏体双相组织的钢板。其中：铁素体体积分数为80～85％，马氏体体积分数为20～15％，铁素体平均晶粒尺寸为4μm；主要力学性能：屈服强度465～535MPa，抗拉强度715～795MPa，总延伸率21～24％，具有可观的强度和塑性综合性能。
附图说明
附图为本发明715～795MPa级细晶粒铁素体/马氏体双相钢板典型金相组织照片。
具体实施方式
选择表1所示化学成分钢为原料，坯料尺寸为80mm(厚)×70mm(宽)×140mm(长)。在轧机上实施控轧控冷工艺，轧制厚度规格为3～4.5mm的钢板，控制冷却工艺如表2，力学性能与组织分数如表3。
表1实施例实测化学成分(质量分数％，余量为Fe)
    成分编号     C     Mn     Si     Nb
DP0 0.15 1.5 0.2 0.02
    DP1     0.13     1.30     0.22     0.022
    DP2     0.17     1.47     0.36     0.024
    DP4     0.16     1.4     0.4     0.03
表2实施例实测冷却工艺参数
编号   加热温度   保温时间   开轧温度   终轧温度   前段冷却后温度   前段冷却速度   终冷温度   后段冷却速度
  (℃)   小时   (℃)   (℃)   (℃)   (℃/s)   (℃)   (℃/s)
  DP0-1   1150   2   1100   800   650   16   50   280
  DP0-2   1180   2.5   1150   810   630   18   40   300
  DP1-1   1250   2.2   1120   850   650   20   30   310
  DP1-2   1200   2   1130   840   640   20   60   290
  DP2-1   1230   2.3   1140   820   620   20   80   270
  DP2-2   1210   2.1   1150   800   650   15   50   300
  DP4-1   1220   2.4   1150   830   625   15   80   280
  DP4-2   1160   2.5   1100   825   635   17   70   300
表3实施例力学性能与组织体积分数
编号   钢板厚度   Re   Rm   At   Re/Rm   Rm×At   体积分数
F M
  (mm)   (MPa)   (MPa)   (％)   -   -   ％   ％
  DP1-1   4.5   465   715   23   0.65   16445   85   15
  DP1-2   4.4   532   795   24   0.67   19080   83   17
  DP2-1   3.0   495   760   24   0.65   18240   83   17
  DP2-2   4.4   535   795   21   0.67   16695   80   20
其中：
Re：屈服强度；Rm：抗拉强度；At：总延伸率；Re/Rm：屈强比；Rm×At：强塑积；F：铁素体；M——马氏体

Claims (2)

1、一种抗拉强度715～795MPa级双相钢板，其化学成分按质量百分数为：0.13～0.17％C、0.20～0.40％Si、1.30～1.50％Mn、0.02～0.03％Nb，余量为Fe；厚度规格为3～4.5mm，具有细晶粒铁素体与马氏体双相组织，其中：铁素体体积分数为80～85％，马氏体体积分数为20～15％，铁素体平均晶粒尺寸为4μm；产品屈服强度465～535MPa，抗拉强度715～795MPa，总延伸率21～24％。
2、权利要求1所述的抗拉强度715～795MPa级双相钢板的制造方法，其特征在于工艺步骤及工艺参数为：
(1)将权利要求1所述化学成分的钢坯加热至1150～1250℃，保温2～2.5小时；
(2)保温后进行热轧，控制开轧温度1100～1150℃，终轧温度800～850℃；
(3)热轧后进行两段式控制冷却，控制第一段冷却速度15～20℃/s，冷却后温度620～650℃；第二段冷却速度270～310℃/s，终冷温度即卷取温度30～80℃；
(4)冷却后进行卷取，卷取温度30～80℃，控制钢板厚度3～4.5mm。
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