CN108411207B - 一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢及其制造方法 - Google Patents
一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢及其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢及其制造方法,属于冶金技术领域;双相钢的化学成分按质量百分数为:C:0.04~0.065%,Si:0.05~0.14%,Mn:0.85~1.05%,Cr:0.20~0.30%,S:≤0.015%,P:≤0.015%,Als:0.02~0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质。双相钢的制造方法:双相钢的制造方法:1)将钢水浇注成铸锭;2)对铸锭进行直接轧制;3)对板带进行水冷‑空冷‑水冷三段式冷却;本发明采用铸坯直接轧制工艺,减少轧制前加热工序,充分发挥大变形细化晶粒的作用,降低了锰、铬和硅的使用量,不需添加其他贵重微合金元素,生产成本显著降低,生产效率提高,钢板组织均匀、表面质量良好,实现了双相钢的以热代冷。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,特别涉及一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢及其制造方法。
背景技术
为了实现汽车减量化和提高燃油效率,高强度钢板在汽车制造领域的应用逐渐增加。在这些高强度钢板中,双相钢因具有良好的强韧性组合、较低的屈强比(Rp0.2/Rm)、较高的延伸率和加工硬化率,而且呈现连续屈服,冲压构件易于成形、回弹小,冲压模具磨损也小,可以满足汽车多种部件的应用条件,其中抗拉强度540~600MPa级热轧双相钢的应用最为广泛,但是该类钢板的厚度大多在2.0mm以上,而厚度为2.0mm以下带材大多采用冷轧+连续退火方式进行生产,生产成本较高,生产效率较低。因此,开发厚度≤2.0mm的薄规格热轧双相钢对于扩大热轧双相钢的应用范围,促进汽车用钢板以热代冷具有重要意义。
专利CN200610047553.8公开了一种抗拉强度600MPa级的中薄板坯连铸连轧双相钢板及其制造方法,钢板厚度为4mm,其在成分设计时添加1.13~1.80%的锰(Mn)和0.10~0.80%的铬(Cr),还可添加适量的钼(Mo)、铌(Nb)和钛(Ti),成本较高,由于硅(Si)含量较高(0.20~1.14%),易形成红色氧化铁皮,导致钢板表面质量较差,同时轧制前铸坯需要加热,生产效率较低;专利CN200610098392.5公开了一种薄板坯连铸连轧生产抗拉强度600MPa以上的热轧双相钢的工艺,钢板厚度为4~8mm,其成分设计中添加1.5~2.0%的锰(Mn)、0.4~0.6%的铬(Cr)和0.02~0.14%的钒(V),生产成本较高,硅(Si)含量为0.6~1.0%,易形成红色氧化铁皮,导致钢板表面质量较差,同时轧制前铸坯需要加热,生产效率较低;专利CN200610045846.2公开了一种抗拉强度600MPa级双相钢板及制造方法,钢板厚度为2.5~6.0mm,其成分设计中添加1.30~1.60%的锰(Mn),成本较高,硅(Si)含量为0.20~0.40%,但轧制前铸坯仍旧需要加热,生产效率较低;专利CN201010212597.8公开了一种基于CSP工艺的抗拉强度590MPa级热轧双相钢的制造方法,钢板厚度为4~6mm,其成分设计中添加1.20~1.55%的锰(Mn),硅(Si)含量为0.45~0.55%,易形成红色氧化铁皮,导致钢板表面质量较差,同时轧制前铸坯需要加热,生产效率较低;专利CN200680051836.8公开了一种具有冷轧带材特性的热轧双相钢带材,钢板厚度为1.0~8.0mm,其成分设计中添加1.0~2.0%的锰(Mn)、≤0.30%的镍(Ni)和≤0.03%的钼(Mo),成本较高,硅(Si)含量≤0.80%,易形成红色氧化铁皮,导致钢板表面质量较差,同时粗轧后需要在感应炉中加热和在具有内部芯轴的炉内保温,生产效率较低。
发明内容
针对现有技术存在的各种问题,本发明提供一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢及其制造方法。
本发明的一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:C:0.04~0.065%,Si:0.05~0.14%,Mn:0.85~1.05%,Cr:0.20~0.30%,S:≤0.015%,P:≤0.015%,Als:0.02~0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质。
所述薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为83~93%,马氏体体积分数为7~17%,铁素体平均晶粒尺寸为2.9~4.8μm。
所述薄规格热轧双相钢厚度为1.4~2.0mm,抗拉强度为618~677MPa,屈服强度为366~393MPa,屈强比为0.57~0.59,断后伸长率为30.2~33.8%。
一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:
(1)采用真空感应炉熔炼出钢水并浇注成铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:C:0.04~0.065%,Si:0.05~0.14%,Mn:0.85~1.05%,Cr:0.20~0.30%,S:≤0.015%,P:≤0.015%,Als:0.02~0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质;
(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1120~1175℃,总累积压下率为96.0~97.2%,终轧温度为840~885℃,得到厚度为1.4~2.0mm的板带;
(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,I段水冷冷却速度为5~10℃/s,终冷温度为685~735℃,II段空冷时间为1.2~4.0s,III段水冷冷却速度为38~42℃/s,终冷温度为240~350℃,得到抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢。
上述的抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢的制造方法,其中:
所述步骤(1)中,铸锭的厚度为50mm。
所述步骤(1)中,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热)。
所述步骤(2)中,经过4~5道次轧制,单道次压下率为46.9~56.0%。
本发明的一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢及其制造方法,与现有技术相比,有益效果如下:
(1)取消钢中的贵重合金钼(Mo)和贵重微合金铌(Nb)、钒(V),大大降低钢中锰(Mn)和铬(Cr)的使用量,大幅降低生产成本;
(2)大大降低钢中锰(Mn)的使用量的同时,缓解了钢中的带状组织,减少了钢中的MnS夹杂,提高了钢板组织均匀性;
(3)采用低硅(Si)的成分设计思路,减少了钢板表面的红色氧化铁皮,钢板表面质量良好;
(4)采用铸坯直接轧制工艺,减少了轧制前的加热工序,生产效率显著提高;
(5)成品厚度为1.4~2.0mm,通过大变形(单道次压下率为46.9~56.0%)有效细化晶粒(铁素体平均晶粒尺寸仅为2.9~4.8μm),减少了钢中合金元素的使用量;
(6)本发明的薄规格热轧双相钢具有高强塑性,低屈强比,易于成形,可以替代传统冷轧双相钢用于汽车车身结构件的制造,实现了双相钢的以热代冷。
附图说明
图1本发明实施例1制备的抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢经LEPERA试剂(1%Na2S205水溶液+4%苦味酸酒精溶液)腐蚀后的组织照片;
图2本发明实施例2制备的抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢的拉伸曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围不仅限于以下实施例。
实施例1
一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:C:0.04%,Si:0.05%,Mn:0.85%,Cr:0.20%,S:0.008%,P:0.014%,Als:0.02%,余量为Fe和不可避免的杂质。
一种厚度为2.0mm的抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:
(1)采用真空感应熔炼,浇注成厚度为50mm的铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:C:0.04%,Si:0.05%,Mn:0.85%,Cr:0.20%,S:0.008%,P:0.014%,Als:0.02%,余量为Fe和不可避免的杂质,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);
(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1175℃,经过4道次轧制,压下道次分配为50mm→22mm→9.7mm→4.4mm→2.0mm,总累积压下率为96.0%,终轧温度为885℃,得到厚度为2.0mm的板带;
(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,I段水冷冷却速度为5℃/s,终冷温度为685℃,II段空冷时间为4.0s,III段水冷冷却速度为38℃/s,终冷温度为240℃,得到抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢。
厚度为2.0mm的薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,经LEPERA试剂(1%Na2S2O5水溶液+4%苦味酸酒精溶液)腐蚀后的组织照片如图1所示,其中铁素体体积分数为93%,马氏体体积分数为7%,铁素体平均晶粒尺寸为4.8μm;抗拉强度为618MPa,屈服强度为366MPa,屈强比为0.59,断后伸长率为33.8%。
实施例2
一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:C:0.065%,Si:0.12%,Mn:1.05%,Cr:0.24%,S:0.012%,P:0.015%,Als:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质。
一种厚度为1.7mm的抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:
(1)采用真空感应熔炼,浇注成厚度为50mm的铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:C:0.065%,Si:0.12%,Mn:1.05%,Cr:0.24%,S:0.012%,P:0.015%,Als:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);
(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1150℃,经过5道次轧制,压下道次分配为50mm→25mm→12.5mm→6.2mm→3.2mm→1.7mm,总累积压下率为96.6%,终轧温度为860℃,得到厚度为1.7mm的板带;
(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,I段水冷冷却速度为8℃/s,终冷温度为710℃,II段空冷时间为2.4s,III段水冷冷却速度为41℃/s,终冷温度为290℃,得到抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢。
厚度为1.7mm的薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为89%,马氏体体积分数为11%,铁素体平均晶粒尺寸为3.7μm;拉伸曲线如图2所示,抗拉强度为659MPa,屈服强度为375MPa,屈强比为0.57,断后伸长率为32.2%。
实施例3
一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:C:0.053%,Si:0.11%,Mn:0.99%,Cr:0.30%,S:0.015%,P:0.011%,Als:0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质。
一种厚度为1.4mm的抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:
(1)采用真空感应熔炼,浇注成厚度为50mm的铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:C:0.053%,Si:0.11%,Mn:0.99%,Cr:0.30%,S:0.015%,P:0.011%,Als:0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);
(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1120℃,经过5道次轧制,压下道次分配为50mm→24mm→11.8mm→5.9mm→2.9mm→1.4mm,总累积压下率为97.2%,终轧温度为840℃,得到厚度为1.4mm的板带;
(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,I段水冷冷却速度为10℃/s,终冷温度为735℃,II段空冷时间为1.2s,III段水冷冷却速度为42℃/s,终冷温度为350℃,得到抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢。
厚度为1.4mm的薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为83%,马氏体体积分数为17%,铁素体平均晶粒尺寸为2.9μm;抗拉强度为677MPa,屈服强度为393MPa,屈强比为0.58,断后伸长率为30.2%。
实施例4
一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:C:0.060%,Si:0.14%,Mn:1.05%,Cr:0.28%,S:0.013%,P:0.010%,Als:0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质。
一种厚度为1.7mm的抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:
(1)采用真空感应熔炼,浇注成厚度为50mm的铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:C:0.060%,Si:0.14%,Mn:1.05%,Cr:0.28%,S:0.013%,P:0.010%,Als:0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);
(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1165℃,经过5道次轧制,压下道次分配为50mm→25mm→12.5mm→6.2mm→3.2mm→1.7mm,总累积压下率为96.6%,终轧温度为870℃,得到厚度为1.7mm的板带;
(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,I段水冷冷却速度为9℃/s,终冷温度为735℃,II段空冷时间为1.5s,III段水冷冷却速度为40℃/s,终冷温度为275℃,得到抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢。
厚度为1.7mm的薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为85%,马氏体体积分数为15%,铁素体平均晶粒尺寸为3.8μm;抗拉强度为665MPa,屈服强度为382MPa,屈强比为0.57,断后伸长率为31.0%。
Claims (1)
1.一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢的制造方法,其特征在于,所述双相钢化学成分按质量百分数为:C:0.053~0.065%,Si:0.11~0.14%,Mn:0.99~1.05%,Cr:0.24~0.30%,S:≤0.015%,P:≤0.015%,Als:0.03~0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质;组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为83~89%,马氏体体积分数为11~17%,铁素体平均晶粒尺寸为2.9~3.8μm;厚度为1.4~1.7mm,抗拉强度为659~677MPa,屈服强度为375~393MPa,屈强比为0.57~0.58,断后伸长率为30.2~32.2%;
制造方法包括以下工艺步骤:
(1)采用真空感应炉熔炼出钢水并浇注成铸锭,铸锭的厚度为50mm,铸锭的化学成分按质量百分数为:C:0.053~0.065%,Si:0.11~0.14%,Mn:0.99~1.05%,Cr:0.24~0.30%,S:≤0.015%,P:≤0.015%,Als:0.03~0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质;
(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1120~1165℃,经过5道次轧制,单道次压下率为46.9~52.0%,总累积压下率为96.6~97.2%,终轧温度为840~870℃,得到厚度为1.4~1.7mm的板带;
(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,I段水冷冷却速度为8~10℃/s,终冷温度为710~735℃,II段空冷时间为1.2~2.4s,III段水冷冷却速度为40~42℃/s,终冷温度为275~350℃,得到抗拉强度600MPa级薄规格热轧双相钢。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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