CN107058869B - 超低屈强比980MPa级冷轧双相钢及其制造方法 - Google Patents

超低屈强比980MPa级冷轧双相钢及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种超低屈强比980MPa级冷轧双相钢及其制造方法，属于双相钢技术领域，化学成分按重量百分数计为：C：0.13～0.18％、Si：0.3～0.6％、Mn：1.7～2.4％、Als：0.03～0.06％、Nb：0～0.05％，Cr：0.3～0.5％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。在成分设计时考虑采用相变强化为主，结合固溶强化、细晶强化、相变强化、析出强化的复合强化方式，该冷轧双相钢板可作为汽车防撞件、结构件及内板材料。优点在于，本发明的DP980具有超低屈强比YS/TS＜0.50、延伸率好A50≥14％、较高的n值、力学性能波动范围小、工艺敏感性低等性能特点，能够减少冲压后的回弹，有利于后续汽车行业的深加工。

Description

超低屈强比980MPa级冷轧双相钢及其制造方法
技术领域
本发明属于双相钢技术领域，特别是提供了一种超低屈强比980MPa级冷轧双相钢及其制造方法。
背景技术
近年来，随着全球能源与环境危机的日益加剧，车身轻量化已成为当代汽车设计和制造所面临的重要课题。双相钢(Dual Phase steel)以其较高的强度、较好的延伸率和成型性、较强的吸收碰撞能量等优点，目前已经成为车身轻量化趋势应用中最广泛、技术最成熟的高强钢材料。同时汽车轻量化对双相钢提出了更高的要求，主要包括优良的成型性能、高强塑性、高几何精度、高表面质量、良好均质性、新品种开发系列化。但是随着抗拉强度的增加，屈服强度也随之增加，塑性和成形性能显著下降，使得冲压成型较为困难，难于满足后续加工成形的要求。因此汽车业迫切需求成型性能进一步优化的冷轧高强钢。为此，各国学者在化学成分、生产工艺和显微组织等方面对高强度冷轧双相钢进行了技术开发和改进。2008年9月德国蒂森克虏伯公司提出，在双相钢的铁素体基体和马氏体岛组织中可以存在残余奥氏体，以改善钢的成型性。
研究结果表明，冷轧双相钢的屈强比越低、均匀延伸率越高，其冷加工成形的应变硬化指数越高，因而获得更良好的成型性，更有利于汽车构件的加工成形和几何精度。因此如何在大型钢铁厂家的现代化汽车板生产线上，开发与生产具有低屈强比和良好成形性能的高强度冷轧双相钢DP980汽车板，满足高强度(Rm≥980MPa)高延伸(A50≥14％)和超低屈强比(YS/TS＜0.5)的技术指标要求，成为本发明的技术目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低屈强比980MPa级冷轧双相钢及其制造方法，通过控制连退工艺参数来提高冷轧双相钢强塑性的同时，根据用户需求进行屈强比的调整，可以获得超低屈强比型DP980和标准型DP980，通过降低屈服强度和屈强比，更加有利于后续的深加工。
本发明提供的超低屈强比980MPa级冷轧双相钢的化学成分按重量百分数计为：C：0.13～0.18％、Si：0.3～0.6％、Mn：1.7～2.4％、Als：0.03～0.06％、Nb：0～0.05％，Cr：0.3～0.5％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。在成分设计时考虑采用相变强化为主，结合固溶强化、细晶强化、相变强化、析出强化的复合强化方式，该冷轧双相钢板可作为汽车防撞件、结构件及内板材料。
本发明的980MPa级冷轧双相钢的制造工艺步骤如下：
(1)采用铁水预脱硫-冶炼-精炼-连铸工艺流程，中包钢水过热度控制在20～35℃，采用长水口及浸入式水口保护浇铸，并进行氩封操作。控制合适钙铝比，防止水口堵塞、防止大尺寸水口结瘤物卷入。同时采用低拉速操作，稳定控制拉速。由于钢中锰含量较高，结晶器保护渣应采用高碱度(1.2～1.3)且高熔点(1170～1190℃)保护渣。采用二冷弱冷方式，比水量控制在0.38～0.42L/kg。
(2)将所述组分的钢坯随炉加热至1150～1250℃，保温1.5～3h，经高压水除鳞后，进行热轧，粗轧开轧温度控制为1050～1150℃，精轧开轧950～1000℃，精轧终轧温度控制为860～950℃，模拟卷曲温度控制为600～680℃；热轧板经酸洗后进行冷轧，冷轧压下率控制为50～70％.
(3)通过调整连续退火工艺中双相区加热温度、均热时间、快冷开始温度、缓冷速度、快速冷却速度、过时效温度等工艺参数，来获得要求的性能。退火温度T1控制在760～860℃，并经保温1～5min后缓慢冷却到T2＝660～740℃，再以45≤Vc≤70℃/s的速度快速冷却至280～350℃，进行过时效处理5～10min。终冷处理温度为170℃，时间为100～130s，然后空冷至室温。
成品矫直延伸率≤0.8％。
本发明的主要技术创新点如下：
1、本工艺方法在开发的冷轧双相钢，通过调整连续退火工艺参数获得超低屈强比(0.44～0.5)、低屈强比(0.5～0.6)的DP980；
2、本发明的显微组织中含有残余奥氏体，这种含量约3～7％的残余奥氏体组织在应力作用下发生TRIP效应，从而在提高钢材的抗拉强度、提高钢材的应变硬化能力的同时提高均匀伸长率，近而对提高材料的抗冲撞性能起着重要的作用。
3.本发明钢的屈服强度低、屈强比低、延伸率高及成形性能良好，其制造方法工艺简单，成本低廉。
本发明的优点在于，采用简单的化学成分设计，结合热轧形变热处理TMCP工艺、冷轧连续退火工艺获得了在细化铁素体为基体弥散分布的岛状马氏体，同时还有少量残余奥氏体的复相组织。
本发明的DP980具有超低屈强比(YS/TS＜0.50)、延伸率好(A50≥14％)、较高的n值、力学性能波动范围小、工艺敏感性低等性能特点，能够减少冲压后的回弹，有利于后续汽车行业的深加工。
附图说明
图1为实施例1的冷轧DP980显微组织彩色金相照片。
具体实施方式
实施例1：
一种980MPa级低工艺敏感性、低屈强比冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.17％，Mn：1.76％，Als：0.04％，Si：0.5％，P：0.010％，S：0.005％，Cr：0.4余量为Fe及不可避免杂质。制造工艺如下：
1)冶炼并连铸成坯；
2)对铸坯加热至1250℃，保温2.5h后，进行热轧，开轧1150℃，控制终轧温度在900℃：
3)进行卷取，控制卷取温度在650℃；
4)进行常规酸洗；
5)进行冷轧，控制冷轧累计压下率为66.7％；
6)进行连续退火，控制退火温度在780℃，退火时间120s；
7)在缓冷速度为3℃/s下冷却至720℃；
8)进行快速冷却，冷却速度控制在50℃/s，冷却温度在310℃进行8min过时效处理；
9)采用水冷冷却至170℃后空冷到室温。
实施例2：
980MPa级低工艺敏感性、低屈强比冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.17％，Mn：1.76％，Als：0.04％，Si：0.5％，P：0.010％，S：0.005％，Cr：0.4余量为Fe及不可避免杂质。制造工艺如下：
1)冶炼并连铸成坯；
2)对铸坯加热至1250℃，保温2.5h后，进行热轧，开轧1150℃，控制终轧温度在900℃：
3)进行卷取，控制卷取温度在650℃；
4)进行常规酸洗；
5)进行冷轧，控制冷轧累计压下率为66.7％；
6)进行连续退火，控制退火温度在800℃，退火时间120s；
7)在缓冷速度为3℃/s下冷却至710℃；
8)进行快速冷却，冷却速度控制在60℃/s，冷却温度在300℃进行8min过时效处理；
9)采用水冷冷却至170℃后空冷到室温。
实施例3：
980MPa级低工艺敏感性、低屈强比冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.14％，Mn：2.0％，Als：0.04％，Si：0.5％，P：0.010％，S：0.005％，Nb：0.03％，Cr：0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质。制造工艺如下：
1)冶炼并连铸成坯；
2)对铸坯加热至1250℃，保温2.5h后，进行热轧，开轧1150℃，控制终轧温度在920℃：
3)进行卷取，控制卷取温度在680℃；
4)进行常规酸洗；
5)进行冷轧，控制冷轧累计压下率为66.7％；
6)进行连续退火，控制退火温度在790℃，退火时间120s；
7)在缓冷速度为3℃/s下冷却至700℃；
8)进行快速冷却，冷却速度控制在50℃/s，冷却温度在325℃进行8min过时效处理；
9)采用水冷冷却至室温。
实施例4：
980MPa级低工艺敏感性、低屈强比冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量：C：0.14％，Mn：1.75％，Als：0.05％，Si：0.5％，P：0.012％，S：0.008％，Nb：0.04％，Cr：0.4％余量为Fe及不可避免杂质。制造工艺如下：
1)冶炼并连铸成坯；
2)对铸坯加热至1200℃，保温2.5h后，进行热轧，开轧1140℃，控制终轧温度在880℃：
3)进行卷取，控制卷取温度在600℃；
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820℃，退火时间101秒；
7)在缓冷速度为6℃/秒下冷却至720℃；
8)进行快速冷却，冷却速度控制在66℃/s，冷却温度在300℃进行10min过时效处理；
9)采用水冷冷却至170℃后空冷至室温。
表1本发明实施例与对比例的实际力学性能对比
主要结果
本发明采用独特的化学成分设计，结合热轧形变热处理TMCP工艺、冷轧连续退火工艺获得了在细化铁素体为基体弥散分布的岛状马氏体，同时还有少量残余奥氏体的复相组织。同时本发明的DP980具有超低屈强比(YS/TS＜0.50)、延伸率好(A50≥14％)、较高的n值、力学性能波动范围小、工艺敏感性低等性能特点。

Claims (2)

1.一种超低屈强比980MPa级冷轧双相钢，其特征在于：化学成分按重量百分数计为：C：0.13～0.18％、Si：0.3～0.6％、Mn：1.7～2.4％、Als：0.03～0.06％、Nb：0～0.05％，Cr：0.3～0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述超低屈强比980MPa级冷轧双相钢的制造方法，包括如下步骤：
(1)采用铁水预脱硫-冶炼-精炼-连铸工艺流程，中包钢水过热度控制在20～35℃，采用长水口及浸入式水口保护浇铸，并进行氩封操作；控制钙铝比，防止水口堵塞、防止大尺寸水口结瘤物卷入；同时采用低拉速操作，稳定控制拉速；结晶器保护渣应采用高碱度：1.2～1.3，且高熔点1170～1190℃保护渣；采用二冷弱冷方式，比水量控制在0.38～0.42L/kg；
(2)将所述组分的钢坯随炉加热至1150～1250℃，保温1.5～3h，经高压水除鳞后，进行热轧，粗轧开轧温度控制为1050～1150℃，精轧开轧950～1000℃，精轧终轧温度控制为860～950℃，卷曲温度控制为600～680℃；热轧板经酸洗后进行冷轧，冷轧压下率控制为50～70％；
(3)退火温度T1控制在760～860℃，并经保温1～5min后缓慢冷却到T2＝660～740℃，再以45≤Vc≤70℃/s的速度快速冷却至280～350℃，进行过时效处理5～10min；终冷处理温度为170℃，时间为100～130s，然后空冷至室温；
(4)成品矫直，延伸率≤0.8％。
2.一种权利要求1所述超低屈强比980MPa级冷轧双相钢的制造方法，其特征在于，
(1)采用铁水预脱硫-冶炼-精炼-连铸工艺流程，中包钢水过热度控制在20～35℃，采用长水口及浸入式水口保护浇铸，并进行氩封操作；控制钙铝比，防止水口堵塞、防止大尺寸水口结瘤物卷入；同时采用低拉速操作，稳定控制拉速；结晶器保护渣应采用高碱度：1.2～1.3，且高熔点1170～1190℃保护渣；采用二冷弱冷方式，比水量控制在0.38～0.42L/kg；
(2)将所述组分的钢坯随炉加热至1150～1250℃，保温1.5～3h，经高压水除鳞后，进行热轧，粗轧开轧温度控制为1050～1150℃，精轧开轧950～1000℃，精轧终轧温度控制为860～950℃，卷曲温度控制为600～680℃；热轧板经酸洗后进行冷轧，冷轧压下率控制为50～70％；
(3)退火温度T1控制在760～860℃，并经保温1～5min后缓慢冷却到T2＝660～740℃，再以45≤Vc≤70℃/s的速度快速冷却至280～350℃，进行过时效处理5～10min；终冷处理温度为170℃，时间为100～130s，然后空冷至室温；
(4)成品矫直，延伸率≤0.8％。
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