CN100357475C - 一种抗拉强度540MPa级双相钢板及制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗拉强度540MPa级双相钢板,其化学成分按质量百分数为:0.05~0.08%C、0.20~0.40%Si、1.00~1.30%Mn,余量为Fe;组织为铁素体与马氏体双相组织,其中:铁素体体积分数为85~90%,马氏体体积分数为10~15%;屈服强度为345~375MPa,抗拉强度为545~570MPa,断后总伸长率为28~32%。采用薄板坯连铸连轧及快速冷却生产工艺,将连铸薄板坯经隧道炉均热,控制出炉温度为1100~1150℃;控制开轧温度1100~1150℃,终轧温度780~850℃;轧后快速冷却,冷却速度25~30℃/s,终冷温度100~200℃;冷却后进行卷取,卷取温度100~200℃;钢板厚度2.5~6.0mm。
Description
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,具体涉及一种抗拉强度540MPa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。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,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540MPa级双相钢板及制造方法。
本发明以普通C-Mn系钢成分为基础,采用适当的控制冷却工艺,开发高强度汽车结构件用热轧钢板。该抗拉强度540MPa级铁素体与马氏体双相钢板,其化学成分按质量百分数为:0.05~0.08%C、0.20~0.40%Si、1.00~1.30%Mn,余量为Fe。组织为铁素体与马氏体双相组织,其中:铁素体体积分数为85~90%,马氏体体积分数为10~15%。
本发明采用上述化学成分钢,通过薄板坯连铸连轧及快速冷却工艺生产抗拉强度540MPa级双相钢板,具体按以下步骤进行:
(1)将厚度范围60~80mm的连铸薄板坯,经隧道炉均热,均热时间15~30分钟,控制出炉温度为1100~1150℃。
(2)进行轧制,控制开轧温度1100~1150℃,终轧温度780~850℃。
(3)热轧后进行快速冷却,采用层流冷却工艺,控制冷却速度25~30℃/s,终冷温度(即卷取温度)100~200℃。
(4)冷却后进行卷取,卷取温度100~200℃,控制钢板厚度2.5~6mm。
本发明方法制备的540MPa级双相钢板具备优良的力学性能,其屈服强度为345~375MPa,抗拉强度为545~570MPa,断后总伸长率为28~32%。
附图说明
附图为本发明抗拉强度540MPa级铁素体与马氏体双相钢板典型金相组织照片。其中:(a)为硝酸酒精溶液腐蚀后组织照片;(b)为LEPERA试剂(1%Na2S2O5水溶液+4%苦味酸酒精溶液)腐蚀后组织照片,照片中亮白色组织为马氏体。
具体实施方式
选择表1所示化学成分钢为原料,连铸连轧薄板坯尺寸为60~80mm(厚)×1250mm(宽)×8000mm(长)。将连铸薄板坯经隧道炉均热,隧道炉长度100m,然后经热连轧机组轧制,控制开轧温度、终轧温度,轧后进行快速冷却,采用层流冷却工艺,控制冷却速率和终冷温度,然后进行卷取,控制钢板厚度规格为2.5~6mm。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 |
S0 | 0.05 | 1.20 | 0.20 |
S1 | 0.06 | 1.10 | 0.22 |
S2 | 0.07 | 1.30 | 0.30 |
S3 | 0.08 | 1.00 | 0.40 |
表2实施例实测冷却工艺参数
编号 | 连铸坯厚度 | 均热时间 | 出炉温度 | 开轧温度 | 终轧温度 | 冷却速度 | 卷曲温度 |
(mm) | (Min) | (℃) | (℃) | (℃) | (℃/s) | (℃) | |
S0-1 | 67 | 15 | 1100 | 1100 | 825 | 25 | 200 |
S0-2 | 67 | 30 | 1150 | 1150 | 830 | 26 | 170 |
S1-1 | 60 | 20 | 1150 | 1150 | 850 | 26 | 200 |
S1-2 | 60 | 30 | 1100 | 1100 | 835 | 28 | 150 |
S2-1 | 80 | 15 | 1100 | 1100 | 815 | 30 | 105 |
S2-2 | 80 | 25 | 1150 | 1150 | 800 | 30 | 100 |
S3-1 | 67 | 30 | 1120 | 1120 | 780 | 28 | 100 |
S3-2 | 67 | 30 | 1130 | 1130 | 820 | 26 | 120 |
表3实施例力学性能与组织体积分数
编号 | 钢板厚度 | Re | Rm | A50 | 体积分数 | |
铁素体 | 马氏体 | |||||
(mm) | (MPa) | (MPa) | (%) | % | % | |
S0-1 | 2.5 | 345 | 560 | 30 | 90 | 10 |
S0-2 | 2.5 | 345 | 560 | 32 | 90 | 10 |
S1-1 | 4.0 | 350 | 545 | 28 | 90 | 10 |
S1-2 | 4.0 | 355 | 545 | 28 | 90 | 10 |
S2-1 | 5.0 | 365 | 565 | 30 | 85 | 15 |
S2-2 | 5.0 | 365 | 560 | 30 | 85 | 15 |
S3-1 | 6.0 | 375 | 570 | 32 | 87 | 13 |
S3-2 | 6.0 | 370 | 570 | 32 | 85 | 15 |
其中:Re-屈服强度;Rm-抗拉强度;A50-断后总伸长率(标距50mm);成分编号为S0的钢对应的实施数据为S0-1、S0-2,其余同。
Claims (2)
1、一种抗拉强度540MPa级双相钢板,其化学成分按质量百分数为:0.05~0.08%C、0.20~0.40%Si、1.00~1.30%Mn,余量为Fe;组织为铁素体与马氏体双相组织,其中:铁素体体积分数为85~90%,马氏体体积分数为10~15%;屈服强度为345~375MPa,抗拉强度为545~570MPa,断后总伸长率为28~32%。
2、权利要求1所述的抗拉强度540MPa级双相钢板的制造方法,采用薄板坯连铸连轧及快速冷却生产工艺,其特征在于工艺步骤及工艺参数为:
(1)将厚度为60~80mm、权利要求1所述化学成分的连铸薄板坯,经隧道炉均热,控制出炉温度为1100~1150℃;
(2)进行轧制,控制开轧温度1100~1150℃,终轧温度780~850℃;
(3)热轧后进行快速冷却,冷却速度25~30℃/s,终冷温度即卷取温度100~200℃;
(4)冷却后进行卷取,卷取温度100~200℃,控制钢板厚度2.5~6mm。
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