CN107699791B - 900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板，钢板化学成分重量百分比为：C 0.05～0.1；Si 0.2～0.6；Mn 0.5～1.0；Nb 0.03～0.1；Ti 0.05～0.1；P≤0.015；S≤0.008；Als 0.03～0.06；N≤0.005；热轧终轧温度880～910℃，轧后通过层流冷却系统冷却至620～650℃卷取；冷轧压下率控制在50～60%；退火工艺为连续半退火方法；本发明通过低碳及Nb、Ti微合金化的成分设计，匹配合理的轧制及半退火工艺设计，强化钢板析出强化作用，得到焊接及冷弯性能优良的高冷弯性能低合金高强钢。

Description

900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板及其制备方法，属于汽车板轧制技术领域。
背景技术
随着汽车工业的快速发展，使用高强度钢实现汽车的轻量化已成为汽车发展的重要方向。高强钢具有较高的屈强比、足够的塑性和韧性，低合金高强钢具有良好的成形性、焊接性、耐磨性和耐蚀性。
高冷弯性能低合金高强钢是在低碳钢中添加一定量的铌或钛等合金元素，使其与碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在铁素体基体上析出从而提高钢的强度；高冷弯性能低合金高强钢的组织为纤维状铁素体及少量渗碳体，它这种组织状态使其具有良好的成形性能，同时由于兼具较高的强度而被广泛应用于汽车座椅、横梁等结构件中。高冷弯性能低合金高强钢通过半退火热处理及控制轧制工艺获得，目前600MPa及以下级别低合金高强钢已得到广泛应用，但900MPa及以上级别高冷弯性能低合金高强钢相关研究开发仍较少，已不能满足汽车工业轻量化需求。900MPa及以上级别低合金高强钢的冷弯性能是衡量其加工成形性能的一个重要指标，要求横向180°冷弯最小弯心直径≤t，t为钢板厚度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板及其制备方法，通过低碳及Nb、Ti微合金化成分设计，匹配合理的轧制及退火工艺，强化钢板析出强化作用，得到焊接及冷弯性能优良的低合金高强钢。
本发明的技术方案为：
900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板，钢板化学成分重量百分比为：C 0.05～0.1；Si 0.2～0.6；Mn 0.5～1.0；Nb 0.03～0.1；Ti 0.05～0.1；P ≤0.015；S ≤0.008；Als0.03～0.06；N≤0.005，其余为Fe及不可避免杂质。
上述的一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板，钢板化学成分重量百分比优选为：C 0.05～0.08；Si 0.2～0.5；Mn 0.5～1.0；Nb 0.03～0.08；Ti 0.06～0.1；P ≤0.015；S ≤0.008%；Als 0.03～0.06；N≤0.005，其余为Fe及不可避免杂质。
900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板的制备方法，包括以下步骤：
（1）冶炼：采用转炉冶炼，LF+RH双联，连铸后获得板坯；
（2）热轧：终轧温度控制在880～910℃，轧后通过层流冷却系统冷却至620～650℃卷取；
（3）冷轧：压下率控制在50～60%；
（4）退火：退火方式采用连续退火。
上述的一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板，所述步骤（4）中的退火工艺为连续半退火方法，以1～3℃/s的加热速率将钢板加热至580～630℃，保温100～150s，再以2～4℃/s的冷却速率缓冷至400～470℃，随后以10～20℃/s的冷速快冷至250～300℃，过时效处理250～400s，平整延伸率为0.3～0.7%。
本发明所公开的各元素的作用如下：
C：碳是有效的强化元素，能大幅度提高钢的强度；但碳含量过高会恶化钢的焊接性能，并且固溶强化增强导致强度增加塑性降低；本发明选择C含量为0.05～0.1wt%，C含量过低，则不能保证钢板强度。
Si：硅是铁素体形成元素，主要以固溶方式存在于钢中起强化作用；Si为非碳化物形成元素，可以扩大Fe-C相图中的α+γ区，提高奥氏体向铁素体转变温度，促进铁素体析出；本发明选择Si含量为0.2～0.6wt%，Si含量过高容易导致表面质量问题。
Mn：锰是奥氏体稳定化元素，对奥氏体再结晶过程有明显的抑制作用，可以起到固溶强化和细化晶粒的作用。本发明选择Mn含量为0.5～1.0wt%。
Nb：铌对相变行为、晶粒细化、奥氏体中C富集和马氏体的形核具有重要作用。本发明选择Nb含量为0.03～0.1wt%。
Ti：钛（Ti）：加入足够量的 Ti 对控制硫化物形状效果明显；即使加入少量的 Ti（<0.02wt％），在高温下也能明显抑制晶粒长大。本发明选择Ti含量为0.05～0.1wt%。
P：在钢中为杂质元素，要求≤0.015wt%。
S：在钢中为杂质元素，要求≤0.008wt%。
Als：在钢中起到脱氧和细化晶粒作用，本发明要求ALs含量为0.03～0.06wt%。
N：在钢中为杂质元素，要求≤0.005wt%。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板及其制备方法，通过低碳及Nb、Ti微合金化的成分设计，匹配合理的轧制及半退火工艺设计，强化钢板析出强化作用，得到焊接及冷弯性能优良的高冷弯性能低合金高强钢，抗拉强度达到900MPa以上，横向180°冷弯最小弯心直径≤0.5t，t为钢板厚度，可以广泛适应汽车工业轻量化的发展需求。
附图说明
图1为本发明900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板典型金相组织图（1000倍）；
图2为本发明900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板180°冷弯效果图。
具体实施方式
900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板及其制备方法，钢板化学成分重量百分比为：C 0.05～0.1%；Si 0.2～0.6%；Mn 0.5～1.0%；Nb 0.03～0.1%；Ti 0.05～0.1%；P ≤0.015；S ≤0.008%；Als 0.03～0.06%；N≤0.005%，其余为Fe及不可避免杂质。
钢板化学成分重量百分比优选为：C 0.05～0.08%；Si 0.2～0.5%；Mn 0.5～1.0%；Nb 0.03～0.08%；Ti 0.06～0.1%；P ≤0.015；S ≤0.008%；Als 0.03～0.06%；N≤0.005%，其余为Fe及不可避免杂质。
一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板制备方法，包括以下步骤：
（1）冶炼：转炉冶炼，LF+RH双联，连铸后获得板坯；
（2）热轧：终轧温度控制在880～910℃，轧后通过层流冷却系统冷却至620～650℃卷取；
（3）冷轧：压下率控制在50～60%；
（4）退火：退火方式采用连续退火；
退火工艺为连续半退火方法，钢板以1～3℃/s的加热速率将钢板加热至580～630℃，保温100～150s，再以2～4℃/s的冷却速率缓冷至400～470℃，随后以10～20℃/s的冷速快冷至250～300℃，过时效处理250～400s，平整延伸率为0.3～0.7%。
本发明通过低碳及Nb、Ti微合金化合理的成分设计，匹配合理的轧制及半退火工艺设计，强化钢板析出强化作用，得到一种具有高冷弯性能的低合金高强钢，焊接及冷弯性能优良，抗拉强度达到900MPa以上，横向180°冷弯最小弯心直径≤0.5t，t为钢板厚度。
以下通过具体实施例1～10对本发明一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板及其制备方法进一步说明：
实施例1～10采用260吨转炉冶炼，转炉工序主要任务为脱碳、脱磷、温度控制。LF+RH双联精炼主要是为了脱硫、脱气、合金精调、去夹杂等。连铸采用保护浇注，防止增氮和二次氧化，采用恒拉速浇注，过程控制稳定，液面波动控制在±3mm以内，板坯断面1500*241mm。热轧采用2250mm热轧机组，加热温度为1230～1270℃，终轧温度为880～910℃，轧后通过层流冷却系统冷却至620～650℃卷取。冷轧压下率控制在50～60%，冷硬态钢板规格为1.6*1350mm。退火方式采用连续退火，退火工艺为连续半退火方法，将钢板以1～3℃/s的加热速率将钢板加热至580～630℃，保温100～150s，再以2～4℃/s的冷却速率缓冷至400～470℃，随后以10～20℃/s的冷速快冷至250～300℃，过时效处理250～400s，平整延伸率为0.3～0.7%。
表1列出了实施例1～10制备900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板的化学成分（wt%）：
表1化学成分
表2列出了实施例1～10制备900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板所用热轧工艺参数：
表2热轧工艺参数
表3列出了实施例1～10制备900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板所用冷轧及退火工艺参数：
表3冷轧及退火工艺参数
表4列出了实施例1～10制备900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板成品力学性能：
表4冷轧及退火工艺参数
由表4可以看出根据本发明公开的一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板及其制备方法，成形性能优异，抗拉强度达到900MPa以上，横向180°冷弯最小弯心直径≤0.5t，t为钢板厚度。

Claims (2)

1.一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）冶炼：采用转炉冶炼，LF+RH双联，连铸后获得板坯；
（2）热轧：终轧温度控制在880～910℃，轧后通过层流冷却系统冷却至620～650℃卷取；
（3）冷轧：压下率控制在50～60%；
（4）退火：退火方式采用连续退火，退火工艺为连续半退火方法，以1～3℃/s的加热速率将钢板加热至580～630℃，保温100～150s，再以2～4℃/s的冷却速率缓冷至400～470℃，随后以10～20℃/s的冷速快冷至250～300℃，过时效处理250～400s，平整延伸率为0.3～0.7%；
所述钢板化学成分重量百分比为：C 0.05～0.1；Si 0.2～0.6；Mn 0.5～1.0；Nb 0.03～0.1；Ti 0.05～0.1；P ≤0.015；S ≤0.008；Als 0.03～0.06；N≤0.005，其余为Fe及不可避免杂质。
2.如权利要求1所述的一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板的制备方法，其特征在于：钢板化学成分重量百分比为：C 0.05～0.08；Si 0.2～0.5；Mn 0.5～1.0；Nb 0.03～0.08；Ti 0.06～0.1；P ≤0.015；S ≤0.008%；Als 0.03～0.06；N≤0.005，其余为Fe及不可避免杂质。
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