CN105177415A

CN105177415A - 超高强热轧q&p钢及其生产方法

Info

Publication number: CN105177415A
Application number: CN201510498959.7A
Authority: CN
Inventors: 吝章国; 熊自柳; 刘宏强; 赵燕青; 安治国; 张鹏; 张琳; 杜雁冰
Original assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明公开了一种超高强热轧Q&P钢及其生产方法，其包括冶炼、铸造和热轧工序，所述钢中化学成分为：C？0.14～0.45%，Si？0.15～2.0%，Mn？1.0～5.0%，S≤0.010，P≤0.015，H≤40ppm，Al？0.02～1.5%，Nb？0.01～0.08%，其余为Fe及不可避免的杂质；所述热轧工序包括加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取步骤；所述加热步骤：加热温度1100～1200℃，保温1～3小时；所述粗轧步骤：开轧温度1000～1100℃，总压下量大于40%；所述精轧步骤：开轧温度900～950℃，终轧温度780～880℃，总压下量≥60%；所述层流冷却步骤：前端冷却，冷却速率≥45℃/s，终冷温度150～350℃；所述卷取步骤：卷取温度150～350℃；钢卷温度100℃之前，保持冷速5～20℃/小时。本方法可获得晶粒尺寸细小的马氏体+残余奥氏体的微观组织。

Description

超高强热轧Q&P钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种汽车用钢，尤其是一种超高强热轧Q&P钢及其生产方法。

背景技术

Q&P钢具有优良的抗拉强度与伸长率，抗拉强度达到1200MPa的同时伸长率达到了14%以上，广泛应用于汽车防撞杆、结构件、底盘等零部件。Q&P采用80～90%马氏体强化，因此强度很高；同时利用“碳分配”，提高塑性。“碳分配”工艺与原理：将钢加热至奥氏体区，然后快速冷却至淬火温度和稍高的配分温度条件下进行保温，将马氏体中过饱和的碳扩散至奥氏体而不形成或形成极少碳化物，使得5～20%体积分数的稳定残余奥氏体保留至室温；残余奥氏体在变形过程中发生应力诱发马氏体相变，产生TRIP效应，吸收大量变形能，大大提高了Q&P的塑性。

热轧Q&P钢与冷轧Q&P钢的最大不同在于实现路径的差异。热轧Q&P钢主要通过控制热轧层流冷却制度实现Q&P工艺，有两种工艺路径：其一是将钢板快速冷却至Ms-Mf范围之内，然后卷取形成马氏体和残余奥氏体组织，卷取过程中保证卷取冷速，实现马氏体中碳向奥氏体中缓慢扩散，最终形成马氏体和稳定的残余奥氏体组织；其二是将钢板快速冷却至铁素体区，然后空冷形成部分铁素体，碳向奥氏体中富集，然后淬火至Ms-Mf范围之内形成铁素体+马氏体+残余奥氏体组织。

现有专利申请中，CN102226248A一种碳硅锰系热轧Q&P钢及其制备方法，没有采用微合金化技术，所生产的Q&P钢马氏体板条较粗，对延迟断裂特性没有作要求；CN103215516A一种700MPa级高强度热轧Q&P钢及其制造方法、CN103805851A一种超高强度低成本热轧Q&P钢及其生产方法和CN103233161A一种低屈强比高强度热轧Q&P钢及其制造方法等专利，均采用C-Si-Mn和Ti微合金化技术得到了细化的马氏体板条，但没有考虑微合金化对相变的影响；CN101775470A低合金复相Q&P钢的生产方法，是将Q&P冷却至卷取温度后，再加热到配分温度，因此在传统的热轧线上难以实现；CN103805869A一种高强度热轧Q&P钢及其制造方法，是添加Cr元素提高淬透性，增加了生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有高强度与高塑性的超高强热轧Q&P钢；本发明还提供了一种超高强热轧Q&P钢的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明化学成分的质量百分含量为：C0.14～0.45%，Si0.15～2.0%，Mn1.0～5.0%，S≤0.010，P≤0.015，H≤40ppm，Al0.02～1.5%，Nb0.01～0.08%，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选的，所述成分的质量百分含量为：C0.2%，Si1.2%，Mn3.5%，S0.003%，P0.01%，H10ppm，Al0.03%，Nb0.04%，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明方法方法包括冶炼、铸造和热轧工序，所述钢中化学成分的质量百分含量如上所述；所述热轧工序包括加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取步骤；

所述层流冷却步骤：前端冷却，冷却速率≥45℃/s，终冷温度150～350℃；

所述卷取步骤：卷取温度150～350℃；钢卷温度100℃之前，保持冷速5～20℃/小时。

本发明方法所述加热步骤：加热温度1100～1200℃，保温1～3小时。

本发明方法所述粗轧步骤：开轧温度1000～1100℃，总压下量大于40%。

本发明方法所述精轧步骤：开轧温度900～950℃，终轧温度780～880℃，总压下量≥60%。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在传统Q&P钢基础上添加添加Nb元素进行微合金化，大大细化了Q&P钢中马氏体板条尺寸及残余奥氏体晶粒尺寸，提高了钢中奥氏体体积含量和奥氏体碳含量，使得热轧Q&P钢抗拉强度达到了1200MPa以上，伸长率达到20%以上。

本发明方法采用C-Si-Mn和Nb微合金化成分设计，采用冶炼、铸造、热轧的短工艺流程，生产成本低；在层流冷却阶段控制快速冷却，并在低温卷取，且控制卷取冷速工艺实现Q&P钢的生产，生产的Q&P钢强度高、塑性好，具备良好的抗延迟断裂特性。本发明丰富添加Nb元素稳定了残余奥氏体，推迟了贝氏体转变，降低了马氏体临界转变冷速，使得热轧层流冷却段能更容易工业化生产Q&P钢。本发明方法可获得晶粒尺寸细小的马氏体+残余奥氏体的微观组织，具有高强度与高塑性的力学性能，产品强度达到1200MPa以上，伸长率达到15%以上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例2产品的金相组织图；

图2是本发明实施例2产品的TEM组织图。

具体实施方式

实施例1－6：本超高强热轧Q&P钢的成分配比以及具体的生产工艺如下所述。

1、各实施例中热轧Q&P钢的化学成分如表1所示，表1中除H的含量单位为ppm，其余均为质量百分含量，余量为Fe及不可避免的杂质。

表1：各实施例Q&P钢的化学成分含量

2、本热轧Q&P钢的生产方法包括冶炼、铸造和热轧工序。所述冶炼、铸造工序为：钢水经转炉或电炉冶炼、精炼、RH脱气处理之后，连铸或浇铸成铸坯或铸锭。所述热轧工序包括加热、粗轧、精轧、层流冷却（层冷）和卷取步骤，各实施例的具体工艺见表2；其中层流冷却（层冷）步骤采用前端冷却，层冷的终温温度与卷取温度相同；卷取冷速是指钢卷温度100℃之前的冷速。

表2：各实施例热轧工序的工艺

3、各实施例所得产品的力学性能如表3所示。

表3：实施例Q&P钢的力学性能

从表3可知，各实施例所得热轧Q&P钢均具有1400MPa以上的抗拉强度与高伸长率配合；图1是实施例2热轧卷取后产品的金相组织图，由图可见，其为马氏体基体分布残余奥氏体组织；图2是实施例2产品的TEM图，由图可见，马氏体板条细小，只有200～300nm左右，奥氏体呈薄膜状分布在马氏体板条间。

Claims

1.一种超高强热轧Q&P钢，其特征在于，其化学成分的质量百分含量为：C0.14～0.45%，Si0.15～2.0%，Mn1.0～5.0%，S≤0.010，P≤0.015，H≤40ppm，Al0.02～1.5%，Nb0.01～0.08%，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的超高强热轧Q&P钢，其特征在于，所述成分的质量百分含量为：C0.2%，Si1.2%，Mn3.5%，S0.003%，P0.01%，H10ppm，Al0.03%，Nb0.04%，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.一种超高强热轧Q&P钢的生产方法，包括冶炼、铸造和热轧工序，其特征在于，所述钢中化学成分的质量百分含量为：C0.14～0.45%，Si0.15～2.0%，Mn1.0～5.0%，S≤0.010，P≤0.015，H≤40ppm，Al0.02～1.5%，Nb0.01～0.08%，其余为Fe及不可避免的杂质；

所述热轧工序包括加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取步骤；

4.根据权利要求3所述的超高强热轧Q&P钢的生产方法，其特征在于，所述加热步骤：加热温度1100～1200℃，保温1～3小时。

5.根据权利要求3所述的超高强热轧Q&P钢的生产方法，其特征在于，所述粗轧步骤：开轧温度1000～1100℃，总压下量大于40%。

6.根据权利要求3、4或5所述的超高强热轧Q&P钢的生产方法，其特征在于，所述精轧步骤：开轧温度900～950℃，终轧温度780～880℃，总压下量≥60%。