CN102644021B - 一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢及生产方法。其组分及重量百分比含量：C：0.06%~0.12%，Mn：1.0%~3.0%，Al：0.8%~1.5%，Mo：0.1~0.3%，Si≤0.1%，P≤0.01%，S≤0.005%，N≤0.005%，余量为Fe及不可避免杂质；生产方法：冶炼并连铸成坯；对铸坯常规加热后热轧；卷取；常规酸洗；冷轧；连续退火；缓慢冷却；快速冷却；进行过时效处理；水冷冷却至室温。本发明采用高Al，一是扩大了α+γ两相区，既能改善钢的退火工艺灵活性，又能降低双相钢性能对生产工艺的敏感性；二是提高了马氏体转变开始温度点，提高钢中的马氏体含量，保证双相钢的综合力学性能，且能避免硅系双相钢生产中因硅氧化造成的一系列表面质量问题。
Description
技术领域
本发明涉及高强度轿车用钢及其生产方法，具体属于一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢及生产方法。
背景技术
随着车身轻量化的不断发展与乘客安全性要求的不断提高，鉴于双相钢具有良好的强度和良好的成形性，轿车生车企业越来越多的采用强度级别600MPa级以上的先进高强钢，目前国外高档轿车高强钢的用量已经达到了70%以上。目前，国内外钢铁企业通常要求添加大量的合金元素如Si、Mn、Cr等并结合适当的生产工艺，通过固溶强化以及组织强化等方式来确保钢板的典型组织与性能。
由于双相钢是通过在临界两相区加热后经过快速冷却以获得铁素体加适量马氏体组成的高强钢，其强化效果主要以相变强化为主，两相组织的形成是确保双相钢具有良好综合性能的关键，从而使得双相钢对生产工艺的稳定性提出了更高的要求。实际生产过程中，由于生产工艺的波动，常造成产品性能的不稳定，从而影响产品合格率。实际生产中，工艺的波动或者工艺过渡是无法避免的。因此为了提高产品性能合格率，除了加强过程管理提高工艺稳定性外，重要的一点就是提高产品的工艺适应性，扩大产品的生产工艺窗口，从而有效降低产品对生产工艺波动的敏感性。
发明内容
本发明针对提高双相钢生产工艺适应性，降低因工艺波动造成产品性能的不稳定，提供一种能降低双相钢生产工艺波动，降低产品对工艺的敏感性，提高产品性能稳定性的一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢及生产方法。
实现上述目的的措施：
一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.06%~0.12%，Mn：1.0%~3.0%，Al：0.8%~1.5%，Mo：0.1~0.3%，Si≤0.1%，P≤0.01%，S≤0.005%，N≤0.005%，余量为Fe及不可避免杂质。
生产一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢的方法，其步骤：
1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量：C：0.06%~0.12%，Mn：1.0%~3.0%，Al：0.8%~1.5%，Mo：0.1~0.3%，Si≤0.1%，P≤0.01%，S≤0.005%，N≤0.005%，余量为Fe及不可避免杂质；
2）对铸坯常规加热后进行热轧，控制终轧温度在：800~920℃；
3）进行卷取，控制卷取温度在550~700℃；
4）进行常规酸洗；
5）进行冷轧，控制冷轧累计压下率为60%~70%；
6）进行连续退火，控制退火温度在760~920℃，退火时间180~200秒；
7）进行缓慢冷却，缓冷至630~670℃，缓冷速度为5~8℃/秒；
9）进行快速冷却，冷却至320~350℃，冷却速度控制在20~30℃/秒；
10）进行过时效处理，过时效温度控制在320~350℃；
11）采用水冷冷却至室温。
其特征在于：热轧的终轧温度控制在840~880℃。
其特征在于：卷取温度在600~650℃。
其特征在于：连续退火温度在810~850℃。
其特征在于：快速冷却终点温度在320~330℃，冷却速度在20~25℃/秒。
其特征在于：过时效温度在320~330℃。
本发明中各元素的作用及机理：
C：是最有效的强化元素，是形成马氏体的主要元素，钢中碳含量决定了双相钢的硬度和马氏体的形貌；但是，保证钢具有高的延伸率和良好的焊接性，要求较低的碳含量。
Mn：属于典型奥氏体稳定化元素，显著提高钢的淬透性，并起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用，可显著推迟珠光体转变和贝氏体转变。但Mn作为扩大γ相区的元素，当高的Mn含量在推迟珠光体转变的同时，也会推迟铁素体的析出；而Mn含量太低又容易
引起珠光体转变。
Al：属于封闭奥氏体相区元素，能够提高Ac1，同时降低Ac3，能够扩大铁素体与奥氏体的两相区，加大热处理工艺的灵活性，有助于保持双相钢性能的稳定性与重现性，正是基于Al于元素的这种作用，本发明增加了钢中的铝的含量；更为重要的是，Al能够有效的提高马氏体转变开始温度Ms点，促进马氏体组织的获得；同时，Al是铁素体固溶强化元素，以及AlN的析出可以起到一定的细化晶粒强化作用。Al具有跟Si一样，可以促进铁素体中碳的扩散，可以有效起到净化铁素体的作用。
Mo：属于中强碳化物形成元素，对提高临界区加热时所形成的奥氏体的淬透性具有良好的影响，同时Mo对珠光体转变的抑制作用非常明显，从而为了提高钢的淬透性，同时抑制快速冷却过程中珠光体等组织的形成。
Si、P、S、N均为钢中残留元素。但是，为了减少钢中P、S等化合物对钢的综合性能的不良影响，应尽量严格控制钢中的P、S含量。
本发明与现有产品相比，一方面，高Al的加入，扩大了（α+γ）两相区，使得本发明的退火工艺温度窗口扩大，适用的退火温度可选择在760~920℃，从而既能改善钢的退火工艺灵活性，又能降低双相钢生产中钢板性能对生产工艺的敏感性；另一方面，高Al的加入，提高了马氏体转变开始温度点，促进了马氏体相的形成，提高了钢中的马氏体含量，同时Al的加入起到了很好的净化铁素体的作用，从而有效的保证了本发明双相钢的的优良的综合力学性能；且不需要添加Si元素，避免了硅系双相钢生产过程中因硅氧化造成的一系列表面质量问题。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.06%，Mn： 3.0%，Al：0.8%，Mo：0.13%，Si：0.098%，P：0.01%，S：0.0045%，N：0.0049%，余量为Fe及不可避免杂质；
生产一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢的方法，其步骤：
1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量：C：0.06%，Mn： 3.0%，Al：0.8%，Mo：0.13%，Si：0.098%，P：0.01%，S：0.0045%，N：0.0049%，余量为Fe及不可避免杂质；
2）对铸坯常规加热后进行热轧，控制终轧温度在：800~810℃；
3）进行卷取，控制卷取温度在550~560℃；
4）进行常规酸洗；
5）进行冷轧，控制冷轧累计压下率为60%；
6）进行连续退火，控制退火温度在760~780℃，退火时间200秒；
7）在缓冷速度为5℃/秒下冷却至630~635℃；
8）进行快速冷却，冷却速度控制在20℃/秒，冷却终点温度在320~325℃；
9）进行过时效处理，过时效温度320~325℃；
10）采用水冷冷却至室温。
实施例2
一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.072%，Mn： 2.5%，Al：0.91%，Mo：0.10%，Si：0.095%，P：0.0097%，S：0.0047%，N：0.0043%，余量为Fe及不可避免杂质。
生产一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢的方法，其步骤：
1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量：C：0.072%，Mn： 2.5%，Al：0.91%，Mo：0.10%，Si：0.095%，P：0.0097%，S：0.0047%，N：0.0043%，余量为Fe及不可避免杂质；
2）对铸坯常规加热后进行热轧，控制终轧温度在：840~850℃；
3）进行卷取，控制卷取温度在590~600℃；
4）进行常规酸洗；
5）进行冷轧，控制冷轧累计压下率为63%；
6）进行连续退火，控制退火温度在790~810℃，退火时间195秒；
7）在缓冷速度为7℃/秒下冷却至640~645℃；
8）进行快速冷却，冷却速度控制在23℃/秒，冷却温度在325~330℃；
9）进行过时效处理，过时效温度325~330℃；
10）采用水冷冷却至室温。
实施例3
一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.086%，Mn： 2.0%，Al：1.05%，Mo：0.22%，Si：0.091%，P：0.0097%，S：0.004%，N：0.0045%，余量为Fe及不可避免杂质。
生产一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢的方法，其步骤：
1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量：C：0.086%，Mn： 2.0%，Al：1.05%，Mo：0.22%，Si：0.091%，P：0.0097%，S：0.004%，N：0.0045%，余量为Fe及不可避免杂质；
2）对铸坯常规加热后进行热轧，控制终轧温度在：870~880℃；
3）进行卷取，控制卷取温度在620~630℃；
4）进行常规酸洗；
5）进行冷轧，控制冷轧累计压下率为66%；
6）进行连续退火，控制退火温度在820~840℃，退火时间190秒；
7）在缓冷速度为7℃/秒下冷却至660~665℃；
8）进行快速冷却，冷却速度控制在24℃/秒，冷却温度在335~340℃；
9）进行过时效处理，过时效温度335~340℃；
10）采用水冷冷却至室温。
实施例4
一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.1%，Mn： 1.0%，Al：1.5%，Mo：0.26%，Si：0.089%，P：0.0091%，S：0.0042%，N：0.0039%，余量为Fe及不可避免杂质。
生产一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢的方法，其步骤：
1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量：C：0.1%，Mn： 1.0%，Al：1.5%，Mo：0.26%，Si：0.089%，P：0.0091%，S：0.0042%，N：0.0039%，余量为Fe及不可避免杂质；
2）对铸坯常规加热后进行热轧，控制终轧温度在：910~920℃；
3）进行卷取，控制卷取温度在660~670℃；
4）进行常规酸洗；
5）进行冷轧，控制冷轧累计压下率为70%；
6）进行连续退火，控制退火温度在880~890℃，退火时间185秒；
7）在缓冷速度为8℃/秒下冷却至665~670℃；
8）进行快速冷却，冷却速度控制在28℃/秒，冷却温度在345~350℃；
9）进行过时效处理，过时效温度345~350℃；
10）采用水冷冷却至室温。
实施例5
一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.12%，Mn： 1.6%，Al：1.2%，Mo：0.30%，Si：0.09%，P：0.0093%，S：0.0040%，N：0.0045%，余量为Fe及不可避免杂质。
生产一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢的方法，其步骤：
1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量：C：0.12%，Mn： 1.6%，Al：1.2%，Mo：0.30%，Si：0.09%，P：0.0093%，S：0.0040%，N：0.0045%，余量为Fe及不可避免杂质；
2）对铸坯常规加热后进行热轧，控制终轧温度在：860~870℃；
3）进行卷取，控制卷取温度在690~700℃；
4）进行常规酸洗；
5）进行冷轧，控制冷轧累计压下率为67%；
6）进行连续退火，控制退火温度在910~920℃，退火时间180秒；
7）在缓冷速度为8℃/秒下冷却至650~655℃；
8）进行快速冷却，冷却速度控制在30℃/秒，冷却温度在325~330℃；
9）进行过时效处理，过时效温度325~330℃；
10）采用水冷或风冷或空冷冷却至室温。
表1为各实施例经检测后的力学性能列表。
表1. 各实施例经检测后的力学性能列表
实施例结果表明，退火温度范围从760～920℃，试样钢力学性能均满足标准要求，本发明双相钢对温度波动的敏感性低。退火温度过低，碳化物溶解不充分，影响淬透性和钢板的延伸率，同时奥氏体量少，导致淬火后马氏量少，从而影响了强度；退火温度太高，奥氏体中的合金元素及C含量下降，也会影响钢的淬透性，同时温度高，能源消耗量大，经济性差。
Claims (3)
1.一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.072%，Mn： 2.5%，Al：0.91%，Mo：0.10%，Si：0.095%，P：0.0097%，S：0.0047%，N：0.0043%，余量为Fe及不可避免杂质；生产步骤：
1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量：C：0.072%，Mn： 2.5%，Al：0.91%，Mo：0.10%，Si：0.095%，P：0.0097%，S：0.0047%，N：0.0043%，余量为Fe及不可避免杂质；
2）对铸坯常规加热后进行热轧，控制终轧温度在：840~850℃；
3）进行卷取，控制卷取温度在590~600℃；
4）进行常规酸洗；
5）进行冷轧，控制冷轧累计压下率为63%；
6）进行连续退火，控制退火温度在790~810℃，退火时间195秒；
7）在缓冷速度为7℃/秒下冷却至640~645℃；
8）进行快速冷却，冷却速度控制在23℃/秒，冷却温度在325~330℃；
9）进行过时效处理，过时效温度325~330℃；
10）采用水冷冷却至室温。
2.一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.086%，Mn： 2.0%，Al：1.05%，Mo：0.22%，Si：0.091%，P：0.0097%，S：0.004%，N：0.0045%，余量为Fe及不可避免杂质；生产步骤：
1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量：C：0.086%，Mn： 2.0%，Al：1.05%，Mo：0.22%，Si：0.091%，P：0.0097%，S：0.004%，N：0.0045%，余量为Fe及不可避免杂质；
2）对铸坯常规加热后进行热轧，控制终轧温度在：870~880℃；
3）进行卷取，控制卷取温度在620~630℃；
4）进行常规酸洗；
5）进行冷轧，控制冷轧累计压下率为66%；
6）进行连续退火，控制退火温度在820~840℃，退火时间190秒；
7）在缓冷速度为7℃/秒下冷却至660~665℃；
8）进行快速冷却，冷却速度控制在24℃/秒，冷却温度在335~340℃；
9）进行过时效处理，过时效温度335~340℃；
10）采用水冷冷却至室温。
3.一种600MPa级低工艺敏感性冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.12%，Mn： 1.6%，Al：1.2%，Mo：0.30%，Si：0.09%，P：0.0093%，S：0.0040%，N：0.0045%，余量为Fe及不可避免杂质；生产步骤：
1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量：C：0.12%，Mn： 1.6%，Al：1.2%，Mo：0.30%，Si：0.09%，P：0.0093%，S：0.0040%，N：0.0045%，余量为Fe及不可避免杂质；
2）对铸坯常规加热后进行热轧，控制终轧温度在：860~870℃；
3）进行卷取，控制卷取温度在690~700℃；
4）进行常规酸洗；
5）进行冷轧，控制冷轧累计压下率为67%；
6）进行连续退火，控制退火温度在910~920℃，退火时间180秒；
7）在缓冷速度为8℃/秒下冷却至650~655℃；
8）进行快速冷却，冷却速度控制在30℃/秒，冷却温度在325~330℃；
9）进行过时效处理，过时效温度325~330℃；
10）采用水冷或风冷或空冷冷却至室温。
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