CN108866437B - 980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢及其制备工艺 - Google Patents

980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

一种980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢，以重量百分比计，其化学成分为：C 0.6％～1.2％、Si 0.1％～0.3％、Mn 1％～3％、P≤0.02％、S≤0.03％、Al 8.0％～13.0％、Nb 0.03％～0.3％、Ti 0.03％～0.3％、Mo 0.5％～0.9％，余量为Fe和不可避免的杂质。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用热轧——冷轧——连续退火的生产工艺，在传统的生产线上生产抗拉强度大于980MPa，伸长率大于30％，密度低于7.1g/cm3细晶相变诱导塑性钢，具有成本低，性能优异，能够满足复杂汽车零件的冲压要求。

Description

980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢及其制备工艺
技术领域
本发明涉及汽车用钢制造领域，尤其涉及一种具有980MPa级、轻质、细晶的相变诱导塑性钢板及其制造方法，该钢种适用于制造汽车结构件、安全件、防撞件等。
背景技术
当前，随着节能减排和安全性能要求的提高，汽车用钢向着更高强度和更高伸长率的方向发展。传统汽车用钢的伸长率随着强度的提高而下降，特别是当钢板的抗拉强度达980MPa之后，伸长率下降的更为明显。
专利CN102181788A公布了一种屈服强度1100MPa-1200MPa级超高强钢及其生产方法，当抗拉强度达到1250MPa～1340MPa时，伸长率只有11％～13.5％，难以满足汽车厂复杂零件的成形性能需求。
专利US 2013/0008570 A1公布了一种具有良好加工性能超高强度钢板及其制备方法，当抗拉强度达到1000MPa以上时，伸长率最大只有16.1％，难以满足汽车厂复杂零件的成形需要。
专利US 2005/0247378公布了一种具有良好成形性能的冷轧钢板及其制造方法，当抗拉强度达到800MPa～1000MPa时，伸长率达到23％以上。不足之处在于成形性能难以满足汽车厂的需求。
专利CN 102134680 A公布了一种屈服强度960MPa级超高强钢及其生产方法，该钢种在屈服强度达到960MPa以上，抗拉强度达到1000MPa以上，伸长率在12.5％～15.5％之间，难以满足汽车厂复杂零件的成形需要。
发明内容
本发明的目的是提供980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢及其制备方法，在生产线上生产抗拉强度大于980MPa，伸长率大于30％，轻质细晶的相变诱导塑性钢，能够满足复杂汽车零件的冲压要求。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢，以重量百分比计，其化学成分为：C 0.6％～1.2％、Si 0.1％～0.3％、Mn 1％～3％、P≤0.02％、S≤0.03％、Al 8.0％～13.0％、Nb0.03％～0.3％、Ti 0.03％～0.3％、Mo 0.5％～0.9％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明合金设计的理由如下：
C：C元素是钢中成本最低、稳定效果最好的奥氏体稳定元素，同时具有良好的固溶强化效果。C元素含量过低，会降低钢的强度和奥氏体的稳定性；C元素含量过高，容易在晶界处析出渗碳体，降低钢的性能。因此，C元素含量的范围为0.6％～1.2％。
Mn：Mn元素是钢中的奥氏体稳定元素和固溶强化元素。Mn元素含量过低，会减少钢中的奥氏体含量和降低钢板的强度；Mn元素含量过高，会导致钢板强度过高，伸长率下降。因此，Mn元素含量的范围为1.0％～3.0％。
Si：Si元素在钢中主要起到脱氧的作用，减少钢中的夹杂。Si元素含量过低，起不到脱氧的作用；Si元素含量过高，会降低钢板的表面质量。
Al：Al元素在钢中主要起到降低钢材密度，抑制渗碳体的形成，有利于在钢中形成残余奥氏体。Al元素含量过低，会导致钢板密度降低不明显和不利于形成残余奥氏体；Al元素含量过高，会导致生产困难和力学性能下降。
P：P元素是钢中的有害元素，其含量越低越好。
S：S元素是钢中的有害元素，其含量越低越好。
Nb：Nb元素在钢中主要起到析出强化和细化晶粒的作用。Nb元素含量过高会导致伸长率下降；过低起不到析出强化的效果。
Ti：Ti元素在钢中主要起到细化晶粒和析出强化的作用。Ti元素含量过高会导致伸长率下降；过低起不到强化的效果。
Mo：Mo元素在钢中主要起到提高强度和淬透性，有利于形成贝氏体组织。Mo元素含量过高，会导致效果饱和，同时成本上升；含量过低，强化效果不明显。
一种980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢的制备工艺，该制备工艺包括如下步骤：
1)热轧工序为：开轧温度在1000～1150℃，终轧温度在850～1000℃，冷却方式采用层流冷却方式，卷取温度为400～700℃；
2)冷轧工序为：冷轧压下率为40～80％；
3)连续退火工序：退火温度为700～900℃，退火时间为120～400s，冷却速率为15～60℃/s，冷却温度为200～450℃，保温时间：5～30s，加热速率0～30℃/s，时效温度为300～450℃，时效时间为300～800s，最后以10～30℃/s的冷却速率冷却到室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用热轧—冷轧—连续退火的生产工艺，在生产线上生产抗拉强度大于980MPa、伸长率大于30％、密度低于7.1g/cm3、晶粒细小的相变诱导塑性钢，该产品具有成本低，性能优异，减重效果好，能够满足复杂汽车零件的冲压要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明：
980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢，以重量百分比计，其化学成分为：C 0.6％～1.2％、Si 0.1％～0.3％、Mn 1％～3％、P≤0.02％、S≤0.03％、Al 8.0％～13.0％、Nb0.03％～0.3％、Ti 0.03％～0.3％、Mo 0.5％～0.9％，余量为Fe和不可避免的杂质。
980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢的制备工艺，该制备工艺包括如下步骤：
1)热轧工序为：开轧温度在1000～1150℃，终轧温度在850～1000℃，冷却方式采用层流冷却方式，卷取温度为400～700℃。
2)酸洗工序为：采用常规的酸洗方法，主要目的是去除热轧钢板表面的氧化物，冷轧工序为：冷轧压下率为40～80％。
3)连续退火工序：退火温度为700～900℃，退火时间为120～400s，冷却速为15～60℃/s，冷却温度为200～450℃，保温时间：5～30s，加热速率0～30℃/s，时效温度为300～450℃，时效时间为300～800s，最后以10～30℃/s的冷却速率冷却到室温。
通过上述方法可以得到抗拉强度大于980MPa、延伸率大于30％、密度低于7.1g/cm3的980MPa级细晶相变诱导塑性钢。
本发明的980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢，相比于传统高强钢，是具有轻质、细晶、高强、高延伸率的汽车用钢。
以下用实施例对本发明进行更详细的描述，这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何的限制。
表1中列出了实施例的化学成分，在得到铸坯后进行热轧，热轧工艺如表2所示，热轧后进行酸洗、冷轧和退火，冷轧和退火工艺如表3所示，最终得到钢板的力学性能结果如表4所示。
表1实施例的化学成分，wt％
实施例 C Si Mn P S Al Nb Ti Mo
1 0.61 0.12 1.3 0.005 0.008 8.1 0.048 0.038 0.75
2 0.72 0.22 2.8 0.006 0.009 8.7 0.12 0.046 0.72
3 0.82 0.28 1.1 0.006 0.010 9.2 0.046 0.056 0.73
4 0.93 0.21 2.2 0.007 0.005 9.8 0.092 0.065 0.76
5 1.02 0.15 1.7 0.005 0.010 10.4 0.037 0.064 0.72
6 1.13 0.22 2.8 0.010 0.011 9.3 0.17 0.045 0.64
7 1.18 0.24 2.4 0.007 0.012 12.5 0.046 0.038 0.55
8 0.63 0.16 1.2 0.009 0.010 10.6 0.28 0.052 0.58
9 0.75 0.28 1.2 0.008 0.008 8.6 0.032 0.065 0.51
10 0.82 0.11 1.5 0.007 0.006 11.3 0.054 0.034 0.89
表2实施例的热轧工艺
实施例 开轧温度，℃ 终轧温度，℃ 卷取温度，℃
1 1150 950 700
2 1130 940 670
3 1110 930 640
4 1090 920 610
5 1070 910 580
6 1060 900 550
7 1050 890 510
8 1030 880 480
9 1010 890 440
10 1000 920 400
表3实施例的冷轧和连续退火工艺
Figure BDA0001721921570000051
表4实施例的力学检验结果
Figure BDA0001721921570000052
。

Claims (1)

1.980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢，其特征在于，以重量百分比计，其化学成分为：C 0.72％～1.2％、Si 0.1％～0.22％、Mn 1％～3％、P≤0.02％、S≤0.03％、Al 8.0％～13.0％、Nb 0.03％～0.3％、Ti 0.03％～0.3％、Mo 0.5％～0.9％，余量为Fe和不可避免的杂质；
该980MPa级轻质细晶的相变诱导塑性钢的制备工艺包括如下步骤：
1)热轧工序为：开轧温度在1000～1150℃，终轧温度在850～1000℃，冷却方式采用层流冷却方式，卷取温度为400～700℃；
2)冷轧工序为：冷轧压下率为40～80％；
3)连续退火工序：退火温度为700～900℃，退火时间为120～400s，冷却速率为15～60℃/s，冷却温度为200～450℃，保温时间：5～30s，加热速率0～30℃/s，时效温度为300～450℃，时效时间为300～800s，最后以10～30℃/s的冷却速率冷却到室温；
得到抗拉强度大于980MPa、延伸率大于30％、密度低于7.1g/cm3的980MPa级细晶相变诱导塑性钢。
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