CN103938070B - 一种钢板及其制备方法 - Google Patents

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本发明涉及一种钢板及其制备方法,其为600MPa级低屈强比冷轧双相钢钢板,成分按照质量百分数为:C:0.05%~0.09%、Si:0.2~0.5%、Mn:1.4%~1.8%、Als:0.020%~0.060%、Cr≤0.4%、P≤0.02%、S≤0.01%,余量为Fe和不可避免杂质。方法包括如下步骤:冶炼;连铸;热轧;酸洗冷轧;连续退火得到成品。在C‑Mn系的基础上,降低C含量,降低合金元素含量,以提高材料的焊接性能;由于设计中Si含量较低,同时连退生产过程采用高氢退火,因此所生产的双相钢表面质量较好;在此基础上,适量添加Cr,可以改善马氏体的分布状态,有利于塑性的发挥,同时降低双相钢的屈强比,可以适当降低连退生产速度,进而改善钢板的板形。

Description

一种钢板及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于轧钢技术领域,涉及一种钢板及其制备方法,具体涉及一种优异成形 性汽车结构件的高强度钢制造,具体涉及抗拉强度600MPa级低屈强比冷轧双相钢板及其制 造方法。
背景技术
[0002] 近年,随着能源危机、石油价格不断上升以及地球温室效应加重,世界各国对能源 和二氧化碳排放引起的环境问题更加重视,纷纷制定和采取各种严格措施进行控制。在汽 车领域,应对环境问题和提高冲撞安全性成为最常见的关键词。据统计,汽车车重每减轻 1 %,燃料可降低0• 6~1 • 0%。另一方面,随着提高冲撞安全性的标准逐年严格,须提高车体 强度、刚度并优化结构以提高安全性。针对这样的社会需求,应着眼于利用材料的高强度 化,以使汽车的安全性和质量保持更好的平衡。双相钢由于具有较高的强度、良好的延展 性、低屈强比、高的初始加工硬化速率以及较好的焊接性能,在汽车制造业得到了广泛的应 用。目前国内外钢铁企业均已开展了不同级别的双相钢的开发,对于600MPa级冷轧双相钢 来说,目前能生产汽车板的钢铁企业几乎均能生产;但是对于600MPa级高成形性的低屈强 比的冷乳双相钢来说,相关报道较少。600MPa级冷乳双相钢主要用于汽车结构件,国外有个 别企业与汽车厂联合试用汽车覆盖件。对于用于汽车覆盖件与成形性要求较高的结构件来 说,要求材料具有较高的n值、较低的屈强比、较高的延伸率等力学性能。
[0003] 中国专利号为CN101660089A的《抗拉强度600MPa级铝系冷乳双相钢》,介绍了一种 含A1的冷乳双相钢板,其屈服强度为360~390MPa以上,抗拉强度为620~6450MPa,屈强比 为0.56以上。其成分和组织构成:按重量%含有,C:0.05%~0.30%、Mn:1.0%~3.0%,Si 彡0.20%41 :0.1~2.0%,]«〇:0.1~1.0%,?<0.025%,3彡0.010%,余量为铁。热浸镀模 拟实验机上进行退火实验,试样在780~820°C保温100s后,缓冷至650 °C后以30°C /s及以上 的冷却速度快速冷却至室温。从该专利情况来看,由于添加了大量的Al、Mo等贵金属,所生 产的双相钢成本较高。中国专利号为CN1043528A的《冷轧双相钢的生产工艺》,介绍了一种 C-Mn系冷乳双相钢的生产工艺,即用Mn作促进马氏体组织形成元素,冷轧后钢板在炉头1~ 2分钟内加热至800~960°C,再经11〇~150米长730~780°C的均热段,出炉后以20~30°C/ min速度风冷至室温,该钢屈服强度为28〇~33〇MPa,抗拉强度为520~580MPa。
[0004] 目前国内钢铁企业所生产的600MPa级冷轧双相钢,均采用C-Si-Mn成分体系进行 生产,其屈强比普遍在0 • 6左右,同时Mn含量较高,容易出现条带状马氏体组织。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种钢板及其制备方法,在C-Mn系的基础上,降低C含量, 降低合金元素含量,以提高材料的焊接性能;由于设计中Si含量较低,同时连退生产过程采 用高氢退火,因此所生产的双相钢表面质量较好;在此基础上,适量添加 Cr,可以改善马氏 体的分布状态,有利于塑性的发挥,同时降低双相钢的屈强比,可以适当降低连退生产速 度,进而改善钢板的板形。
[0006] 具体技术方案如下:
[0007] -种钢板其为600MPa级低屈强比冷乳双相钢钢板,成分按照质量百分数为:C: 0.05%~0.09%、Si:0.2~0.5%、Mn:1.4%~1.8%、Als:0.020%~0.060%、Cr<0.4%、P <0 • 〇2%、S彡0 • 01 %,余量为Fe和不可避免杂质。
[0008] 进一步地,其为汽车用高强度冷轧双相钢板,屈服强度为280MPa~310MPa,抗拉强 度为620MPa~65〇MPa,延伸率为23 %~30 %。
[0009]上述钢板的制备方法,包括如下步骤:
[0010] ⑴冶炼;
[0011] ⑵连铸;
[0012] ⑶热乳;
[0013] ⑷酸洗冷乳;
[0014] ⑶连续退火
[0015] (6)得到成品。
[0016] 进一步地,其连续退火主要工艺参数为:加热温度760~80(TC,第一段缓冷终止温 度670~700°C,缓冷后以大于3〇°C/s的冷却速率冷至过时效温度,过时效温度280~320°C。 [0017] 进一步地,冷乳压下率控制在60~80%。
[0018]与目前现有技术相比,本发明在C-Mn系的基础上,降低C含量,降低合金元素含量, 以提高材料的焊接性能;由于设计中Si含量较低,同时连退生产过程采用高氢退火,因此所 生产的双相钢表面质量较好;在此基础上,适量添加 Cr,可以改善马氏体的分布状态,有利 于塑性的发挥,同时降低双相钢的屈强比,可以适当降低连退生产速度,进而改善钢板的板 形。由于成分设计中Si含量合适,有助于铁素体中固溶碳的析出,净化铁素体,提高了双相 钢的延性。同时添加适量的Cr,可以改善马氏体的分布状态,有利于塑性的发挥,同时降低 双相钢的屈强比,可以适当降低连退生产速度,进而改善钢板的板形。在工艺上,通过各工 艺参数的适当匹配,使得双相钢组织较纯净,力学性能上保证了抗拉强度高,较低的屈强 比,良好的延伸率,并且具有良好的抗时效性能。
具体实施方式
[0019]下面为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
[0020] 本实施例旨在提供抗拉强度600MPa级高成形性低屈强比冷轧双相钢钢板的制造 方法。其主要化学成分质量百分数为:C:0.05%~0.09%、Si :0.2~0.5%、Mn: 1.4%~ 1.8%、厶13:0_020%~0.060%、0彡0_4%、卩彡0_02%、3彡0.01%,余量为卩6。在成分一定 的基础上,通过连续退火工艺的控制,可以生产出高强度低屈强比双相钢,其连续退火主要 工艺参数为:加热温度760~800°C,第一段缓冷终止温度670~700°C,缓冷后以大于3(TC/s 的冷却速率冷至过时效温度,过时效温度280~320°C。
[0021] C: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强 度和马氏体的形貌;但是,保证具有良好的焊接性能和较高的延伸率,要求较低的碳含量, 所以本发明中C的重量百分比控制在0 • 05%~0 • 09 %较低范围。
[0022] Si:铁素体的固溶强化元素,加速碳向奥氏体的偏聚,对铁素体中的固溶碳有清除 和净化作用,有助于提局双相钢的延性。但是为了避免因 Si含量过高在钢板表面形成的高 熔点氧化物而影响钢板表面质量,尽量降低缸中的硅含量,所以本发明Si重量百分含量控 制在0.2~0.5%。
[0023] Mn:属于典型奥氏体稳定化学元素,能够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作为扩大奥氏体区的 元素,当高的锰含量推迟珠光体转变的同时,也会推迟铁素体的析出;而锰含量太低又容易 弓丨起珠光体转变,所以本发明Mn重量百分比含量控制在1.4 %~1.8 %。
[0024] Cr:中强碳化物形成元素,显著提高钢的淬透性,能强烈推迟珠光体转变和贝氏体 转变,而且扩大了卷取窗口。Cr虽为弱固溶强化元素,但能增加奥氏体的过冷能力,从而细 化组织,起到强化作用。所以本发明Cr重量百分比含量控制在小于 0.4%范围内。
[0025] 两相区退火温度:两相区退火温度是生产双相钢的关键,决定着最终马氏体的含 量以及双相钢的力学性能。双相区退火温度低,获得的马氏体含量较少,钢中容易出现屈服 平台,钢的强度较低,达不到所需的强度要求;退火温度过高,两相区退火奥氏体含量较高, 使得奥氏体中合金元素含量较少,在随后的冷却过程中,淬透性较差,容易生成珠光体与贝 氏体组织,恶化双相钢的性能。因此本发明将退火温度控制在760~800°C。
[0026]第一段缓冷终止温度:第一段缓冷终止温度也决定着双相钢中铁素体、马氏体的 含量以及最终的力学性能。此温度过高,附生铁素体含量较少,奥氏体含量较高,奥氏体的 稳定性较差,容易相变为珠光体与贝氏体组织,恶化钢的性能;此温度过低,在缓冷段不仅 生成铁素体组织,同时还生成了一定量的珠光体组织,从而恶化了钢板的力学性能;此温度 需与退火温度相适应,因此本发明将该缓冷温度控制在670~700°C。
[0027]冷却速率:冷却速率是决定最终性能的关键,冷却速率过低,容易生成贝氏体组 织,因此本发明将冷却速率控制在30°C/s以上。
[0028] 过时效温度:过时效是释放淬火过程中的残余应力,改善钢的延性,提高钢的室温 抗时效性。过时效温度过低,残余应力无法完全释放,降低了钢的延性;过时效温度过高,马 氏体容易分解,恶化了钢板的冲压成形性。因此本发明将过时效温度控制在280~320 °C。 [0029] 本实施例采用上述的化学成分,生产制造工艺流程为:
[0030] 冶炼-> 连铸-热轧-酸洗冷轧-连续退火-成品。
[0031] 本发明采用以上化学成分和工艺流程生产抗拉强度大于6〇〇MPa的高成形性低屈 强比冷轧双相钢板,具体实施方式如下:
[0032] 1)对汽车用高强度冷轧双相钢板的化学成分进行优化设计,不添加价格昂贵的合 金元素,利用C、Si、fc、Cr元素的组织强化、固溶强化提高产品的强度。
[0033] 2)冷轧压下率控制在60~80%,充分利用冷乳加工硬化的强化效果。为随后的再 结晶提供必要的驱动力。
[0034] 钢板在760~80(TC保温100s后,缓冷至670~70(TC后以3(TC/s及以上的冷却速度 快速冷却,然后在280~320°C过时效处理。
[0035] 优选实施例1:
[0036]钢的化学成分(质量百分比)(::0.08%,]\111:1.56%,31 :0_32%,&:0.36%;余量为 铁和不可避免的杂质。
[0037] 其工艺流程为:冶炼-连铸-热乳-酸洗冷乳-连续退火-成品。
[0038]工艺参数:连续退火温度为780°C,缓冷至675°c后以3(TC/s及以上的冷却速度快 速冷却,然后在290°C过时效处理。得到的冷乳双相钢板产品屈服强度为287MPa,抗拉强度 为 632MPa,延伸率为24%,n值为0 • 20。
[0039] 优选实施例2:
[0040]钢的化学成分(质量百分比)(::0_08%,]^:1.56%,51 :0.32%,0:0.36%;余量为 铁和不可避免的杂质。
[0041]其工艺流程为:冶炼-连铸-热乳-酸洗冷乳-连续退火-成品。
[0042]工艺参数:连续退火温度为790°C,缓冷至700°c后以3(TC/s及以上的冷却速度快 速冷却,然后在320°C过时效处理。得到的冷轧双相钢板产品屈服强度为3〇2MPa,抗拉强度 为620MPa,延伸率为25 %,n值为0 • 18。
[0043] 优选实施例3:
[0044]钢的化学成分(质量百分比)(::0_08%蠢:1.56%,31 :0.32%,0:0.36%;余量为 铁和不可避免的杂质。
[0045] 其工艺流程为:冶炼-连铸-热轧-酸洗冷乳-连续退火-成品。
[0046] 工艺参数:连续退火温度为785°C,缓冷至670°C后以3(TC/s及以上的冷却速度快 速冷却,然后在290°C过时效处理。得到的冷轧双相钢板产品屈服强度为284MPa,抗拉强度 为624MPa,延伸率为27 %,n值为0 • 19。
[0047]采用本发明的化学成分、工艺流程和具体方法和步骤生产的汽车用高强度冷轧双 相钢板,屈服强度为28(^&~3101?&,抗拉强度为620^^~650姐^,延伸率为23%~30%。 [0048]上面对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制, 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进直接应用于其它场 合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1 •一种钢板制备方法,所述钢板成分按照质量百分数为:c: 0.05%~0.09%、Si:0.2~ 0.5%、1«11:1.4%~1.8%^13:0.020%~0.060%、0彡0.4%、?彡0.02%、3彡0.01%,余量 为Fe和不可避免杂质;其为汽车用高强度冷乳双相钢板,屈服强度为280MPa~310MPa,抗拉 强度为620MPa~6 5〇MPa,延伸率为23%~30% ;其特征在于,所述制备方法包括如下步骤: ⑴冶炼; ⑵连铸; ⑶热乳; ⑷酸洗冷乳; (5) 连续退火; (6) 得到成品; 其连续退火主要工艺参数为:加热温度760~800 °C,第一段缓冷终止温度670~700°C, 缓冷后以大于3〇°C/s的冷却速率冷至过时效温度,过时效温度280~320°C;冷轧压下率控 制在60~80 %。
2. 如权利要求1所述的钢板制备方法,其特征在于,钢板成分按照质量百分数为:C: 0.08%,Mn: 1.56%,Si:0.32%,Cr:0_36%,余量为铁和不可避免的杂质,工艺参数选择:连 续退火温度为78〇°C,缓冷至 675°C后以30°C/s及以上的冷却速度快速冷却,然后在29(TC过 时效处理,得到的冷轧双相钢板产品屈服强度为287MPa,抗拉强度为632MPa,延伸率为 24%,n值为0.20。
3. 如权利要求1所述的钢板制备方法,其特征在于,钢板成分按照质量百分数为:C: 0.08%,Mn: 1.56%,Si :0.32%,Cr:0.36%;余量为铁和不可避免的杂质,工艺参数选择:连 续退火温度为790°C,缓冷至700°C后以30°C/s及以上的冷却速度快速冷却,然后在32(TC过 时效处理,得到的冷轧双相钢板产品屈服强度为3〇 2MPa,抗拉强度为620MPa,延伸率为 25%,11值为〇_18。
4. 如权利要求1所述的钢板制备方法,其特征在于,钢板成分按照质量百分数为:C: 0.08%,Mn:l. 56%,Si:0.32%,Cr:0.36%;余量为铁和不可避免的杂质,工艺参数选择:连 续退火温度为7S5°C,缓冷至 670°C后以30°C/s及以上的冷却速度快速冷却,然后在29(TC过 时效处理,得到的冷乳双相钢板产品屈服强度为 284MPa,抗拉强度为624MPa,延伸率为 27%,n值为〇.19。
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