CN104357744B

CN104357744B - 一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢及生产方法

Info

Publication number: CN104357744B
Application number: CN201410651490.1A
Authority: CN
Inventors: 谭文; 韩斌; 蔡珍; 魏兵
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: CN104357744A

Abstract

一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢，其组分及wt%为：C：0.05～0.08%，S不超过0.5%，Mn：0.6～1.2%，P≤0.015%，S≤0.005%,N≤0.006%,Als:0.01~0.1%，Ti：0.05~0.25%，含量为≤0.6%的Cr或含量为≤0.003%的B或两者的复合添加；用CSP生产步骤：冶炼并连铸成坯；对连铸坯加热；轧制；层流冷却；卷取；自然冷却至室温。本发明抗拉强度≥780MPa，延伸率≥15%，屈强比≤0.70。通过在中间保温段加盖保温罩，及降低带钢冷却速度，能有效防止珠光体相变的产生。本发明实现了厚度为1.2~4.0mm热轧双相钢的生产，产品具有组织均匀，成型回弹小和不开裂的优点，且利用现有设备，无需采用超快冷等设备，生产效率高，投资少。

Description

一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢及生产方法

技术领域

本发明涉及一种双相钢及生产方法，具体地属于一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢及生产方法，特别适用于厚度在4.0mm以下的热轧双相钢及生产方法。

背景技术

近年来，随着汽车节能减排技术的推进，汽车轻量化成为一种发展趋势，由此对薄规格高强汽车用钢的需求越来越大。在用于汽车车轮、车架等零部件制造时，铁素体+马氏体双相钢由于具有良好的强塑性、低屈强比、高初始加工硬化率、良好烘烤硬化性而得到广泛应用，F+M双相钢一般由70%~90%的铁素体和10~30%的马氏体组成，其生产方式主要分为热轧双相钢和冷轧双相钢。近年来，随着热轧双相钢的轧制强度越来越高、轧制规格越来越薄，表面质量越来越好，部分冷轧双相钢也逐渐被热轧双相钢所替代。目前热轧双相钢主要以580MPa级为主，如中国专利公开号为CN102409245A的专利文献其公开了一种低Si低Mn含Nb、Ti细晶化热轧双相钢及其生产工艺。其金相组织为铁素体+马氏体组织，抗拉强度最高达到610MPa，延伸率20%~30%，屈强比≤0.70，厚度为2.5~4.5mm的薄规格热轧双相钢，其化学成分为，C：0.08~0.10%，Si：0.015~0.22%，Mn：0.40~1.20%，Al：≤0.034%，P：0.014%，Nb：0.015~0.020%，Ti：0.013~0.030%，S：0.003%，主要工艺参数为：粗轧开轧温度1050~1150℃，精轧开轧温度930~960℃，终轧温度:790~840℃，层流冷却采取水冷+空冷+水冷的冷却方式，第一段冷却速度30~50℃/s，第一段终冷温度690~780℃，空冷冷却速率2~7℃/s，控制空冷后温度640~710℃，第二阶段水冷冷却速度70~170℃/s，卷取温度140~300℃。产品的抗拉强度最高只能达到610MPa，产品规格也在2.5mm以上。

中国专利公开号为CN101717886A的文献，其公开了一种抗拉强度650MPa级热轧双相钢板及其制造方法，其为F+M双相钢板；其化学成分为C：0.05~0.12%，Si：0.50~1.20%，Mn：1.00~1.60%，主要工艺参数加热温度1150~1250℃，终轧温度820~880℃，18~50℃/s冷却至100~300℃，然后卷取。产品的抗拉强度670~750MPa，延伸率18%~27%，屈强比0.59~0.70，产品厚度为1.5~12mm。产品的抗拉强度低于780MPa。

中国专利公开号为CN101906571A的文献，其公开了一种基于CSP工艺的表面质量良好的经济型热轧双相钢的制造方法，且为F+M双相钢，其化学成分为C：0.030~0.065%，Si：0.45~0.55%，Mn：1.20~1.55%，S：≤0.012%，P：≤0.020%，Als：0.015~0.060%，主要工艺参数均热出炉温度1180~1200℃，均热时间30~50min，终轧温度800~820℃，层流冷却采取水冷+空冷+水冷的冷却方式，第一段冷却速度20~30℃/s，第一段终冷温度600~620℃，空冷7~8s，第二阶段水冷冷却速度40~60℃/s，卷取温度≤210℃。其抗拉强度级别也在600MPa以下。

中国专利公开号为CN102912235A的文献，公开了一种抗拉强度590MPa级热轧双相钢及其制造方法，且为F+M双相钢板，其化学成分为C：0.04~0.10%，Si：0.10~0.20%，Mn：1.10~1.50%，S：≤0.008%，P：0.030~0.080%，Als：0.015~0.070%，Cr：0.5~1.2%，主要工艺参数均热出炉温度1180~1280℃，终轧温度800~900℃，层流冷却采取水冷+空冷+水冷的冷却方式，第一段冷却速度40~50℃/s，第一段终冷温度600~700℃，空冷4~12s，卷取温度200~300℃。产品的抗拉强度也只能达到590MPa级别。

中国专利公开号为CN102703815A的文献，其公开了一种600MPa级热轧双相钢及其制备方法，且为F+M双相钢板，其化学成分为C：0.05~0.07%，Si：0.10~0.40%，Mn：1.10~1.50%，Cr：0.50~0.70%，主要工艺参数均热出炉温度1100~1200℃，终轧温度800~840℃，层流冷却采取水冷+空冷+水冷的冷却方式，第一段冷却速度100~140℃/s，空冷2~5s，第二段冷却速度85~115℃/s卷取温度130~180℃。产品的组织为70~90%铁素体和10~30%的马氏体，抗拉强度为590~650MPa，屈强比0.56~0.60，延伸率24~30%。产品的抗拉强度只达到650MPa。

上述的文献及已生产的F+M热轧双相钢，强度级别不超过750MPa，尚未涉及780MPa级别双相钢的生产方法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种厚度在4mm以下，Rm≥780MPa，延伸率≥15%，屈强比≤0.70的抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.05～0.08%，S不超过0.5%，Mn：0.6～1.2%，P≤0.015%，S≤0.005%,N≤0.006%,Als:0.01~0.1%，Ti：0.05~0.25%，含量为≤0.6%的Cr或含量为≤0.003%的B或两者的复合添加,其余为Fe及不可避免的杂质；Rm≥780MPa，延伸率≥15%，屈强比≤0.70。

优选地：Ti的重量百分比含量为0.1~0.15%。

优选地：B的重量百分比含量为0.0006~0.0015%。

优选地：C的重量百分比含量为0.053~0.077%。

用CSP生产一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯：其间，钢水经RH真空处理；

2）对连铸坯加热：控制铸坯入炉温度在850~1050℃，出炉温度在1100℃至1250℃；铸坯在炉时间为10~40分钟；

3）进行轧制，控制终轧温度在800~890℃：轧制道次为7道次，控制第1与第2道次的各自压下率在40~70%；

4)进行层流冷却：分冷却前段，中间保温段，冷却后段三段进行冷却，其中：冷却前段在冷却速度为30~150℃/s下冷却至650~740℃；在650~740℃下在中间保温段进行保温，其时间为2~15s；冷却后段在冷却速度为30~200℃/S下冷却至卷取温度；

5）进行卷取，控制卷取温度在50~300℃；

6）自然冷却至室温。

优选地：第1与第2道次的各自压下率在50~60%。

其在于：当产品厚度<2.0mm时，在层流的中间保温段采取加盖保温罩保温。

优选地：卷取温度在50~200℃。

本发明中各元素及主要工艺的作用

C：碳在钢中主要起固溶强化作用，并与钢中的Ti形成TiC细小颗粒，起到固溶强化和析出强化的作用，有效提高钢材的强度和耐疲劳性能。碳含量低于0.050%时，析出TiC的量较少，强化作用不明显，碳含量高于0.080%时，钢中铁素体含量减少，而马氏体含量增多，降低钢材的塑性，另外碳含量过高也会影响钢材的焊接性能，因此钢中的C含量选择为0.050%~0.080%。优选地C的重量百分比含量为0.053~0.077%。

Mn：Mn在钢中起固溶强化作用，含量过低，强化作用太小，因此最低Mn含量为0.60%，Mn含量过高容易在板带厚度中心形成偏析，降低产品韧性，成型过程中容易导致开裂，因此最高Mn含量为1.20%。

Si：Si在钢中起固溶强化作用，且有利于提高钢材的韧性，Si含量过低，韧性提高效果不明显，因此最低Si含量为0，但Si含量过高，容易造成表面缺陷，因此最高Si含量为0.50%。

P：P为钢中的杂质元素，易于在晶界偏聚，影响产品的韧性，因此其含量越低越好。根据实际控制水平，应控制在0.015%以下。

S：S为钢中的杂质元素，易在晶界产生偏聚，且与钢中的Fe形成低熔点的FeS，降低钢材的韧性，炼钢时应充分去除，应控制在0.005%。

N：N为钢中的杂质元素，降低钢材的韧性，容易和钢中Al、Ti形成AlN和TiN，含量过高，易形成粗大的AlN和TiN，因此尽量降低其含量，应控制在0.006%以下。

Al：Al在钢中起到固溶强化作用，且Al在炼钢过程中起到脱氧的作用，因此钢中Al的最低含量为0.010%，但Al含量过高容易与钢中的N形成粗大的AlN颗粒，造成钢材的韧性降低，因此Al最高含量为0.10%。

Ti：Ti在钢中起到固溶强化作用，Ti与钢中的C在铁素体基体上形成纳米TiC，提高铁素体基体的强度和抗疲劳性。Ti还可以与钢中的N形成TiN，组织钢材加热时的晶粒长大。因此Ti的最低含量为0.05%。但Ti含量过高容易形成粗大的TiC颗粒，和粗大的TiN，从而降低钢材的韧性，且Ti含量过高增加成本。优选地Ti含量为0.1~0.15%。

B：B在钢中起到提高钢材淬透性的作用，且B可起到阻止TiC长大的作用。但B含量过高会降低铁素体的韧性，因此最高含量为0.0030%。优选地B含量为0.0006~0.0015%。

在本发明中，之所以控制第1与第2道次的各自压下率在40~70%，其为了有效细化铸坯的原始组织，均匀化组织。压下率小于40%，原始铸坯组织细化不充分，最终产品组织均匀性差。压下率大于70%超过了设备的承受能力。

本发明与现有技术相比，发明的产品金相组织为70~90%的铁素体和10~30%的马氏体和残余奥氏体，钢材的抗拉强度≥780MPa，延伸率≥15%，屈强比≤0.70。成分设计降低钢中的C和Mn含量提高钢材的焊接性和韧性，添加适量的廉价Ti微合金，弥补Mn含量降低造成的钢材强度损失。通过在中间保温段加盖保温罩，及降低带钢冷却速度，能有效防止珠光体相变的产生。本发明实现了厚度为1.2~4.0mm热轧双相钢的生产，产品具有组织均匀，成型回弹小和不开裂的优点，且本发明利用现有设备，无需采用超快冷等设备，生产效率高，投资少。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的取值列表；

表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例性能监测情况列表。

本发明各实施例用CSP按照以下步骤生产：

1）冶炼并连铸成坯：其间，钢水经RH真空处理；

5）进行卷取，控制卷取温度在50~300℃；

6）自然冷却至室温。

表1本发明实施例与比较例的化学成分列表（wt%）

表2本发明各实施例及对比例工艺主要参数控制列表（一)

注：表1与表2中数据并非一一对应关系，仅为举例而已。

表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表（二)

表3为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表

从表3可以看出，本发明的铁素体组织在70~90%，马氏体残余奥氏体组织在10~30%，产品的抗拉强度最低在780MPa，最高达到860MPa；屈强比小于0.70%，最低达到0.55；延伸率最低在19%以上，最高达到32%。满足了汽车行业的发展要求。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims

1.用CSP生产一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯：其间，钢水经RH真空处理；铸坯组分及重量百分比含量为：C：0.05～0.068%，Si不超过0.5%，Mn：0.6～0.9%，P≤0.015%，S≤0.005%,N≤0.006%,Als:0.055~0.1%，Ti：0.05~0.1%或Ti：0.21~0.25%，含量为≤0.6%的Cr或含量为≤0.003%的B或两者的复合添加,其余为Fe及不可避免的杂质；

5）进行卷取，控制卷取温度在50~300℃；

6）自然冷却至室温。

2.如权利要求1所述的用CSP生产一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢的方法，其特征在于：第1与第2道次的各自压下率在50~60%。

3.如权利要求1所述的用CSP生产一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢的方法，其特征在于：当产品厚度<2.0mm时，在层流的中间保温段采取加盖保温罩保温。

4.如权利要求1所述的用CSP生产一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢的方法，其特征在于：卷取温度在50~200℃。