CN110004362B - 一种提高冷轧dp780钢屈强比和扩孔性能的生产方法 - Google Patents

一种提高冷轧dp780钢屈强比和扩孔性能的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法，是在现有冷轧DP780钢的化学成分设计基础上，通过控制板坯加热工序、热轧工序、冷却及卷取工序的工艺参数，使得热轧初始组织包括珠光体、中温贝氏体混合组织以及等轴状铁素体组织，其中晶粒尺寸均≤5μm，平均晶粒尺寸≤3.5μm。按照本发明所提供的生产方法制备的冷轧DP780钢显微组织中马氏体体积分数≥28.5％，屈强比≥0.70，扩孔率≥85％，同时延伸率达到17.6％以上，特别适用于要求具备良好的拉延特征同时有扩孔翻边要求的汽车结构件和加强件。

Description

一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法
技术领域
本发明属于钢铁加工技术领域，具体涉及一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法。
背景技术
近年来汽车工业的快速发展强有力地推动着我国国民经济实现中高速发展，但由此产生的高能耗以及高排放，正在严重地污染着环境，对人们日常生活产生诸多负面影响。由此可见，要实现汽车工业的可持续发展，必须解决节能减排、低碳环保的难题，这也是各国汽车工业所面临要解决的首要问题，同时也使得人们对现代汽车提出了安全、环保、舒适、节能于一体的新需求，既要实现轻量化，也要同时保证整车性能，因此通过设计优化整车结构以及应用各种新材料、新工艺方法成为汽车企业在研发新车型时追求的目标与导向，而针对780MPa级别的冷轧DP钢，研发及设计人员提出了新的需求，不仅具备良好的拉延特征，同时须满足零件制造中的扩孔、翻边的要求。传统冷轧DP780钢具有低屈强比的特点，在冷加工成形过程中无法满足扩孔、翻边的要求，不可避免地出现开裂等缺陷。可见，在现有780MPa级别冷轧DP钢的化学成分设计基础上，通过调控各工序段的关键工艺参数，生产出高屈强比和扩孔率，同时具备良好拉延特征的冷轧DP780钢，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。现有780MPa级别冷轧DP钢所公开的技术，均是针对低屈强比(＜0.70)的冷轧DP780钢，进行生产方法、加工方法或制造方法的阐明。例如公开号CN107190128A介绍了一种高屈服强度780MPa级冷轧双相钢的制造方法，相比较本发明，屈强比为0.639～0.696，扩孔率30～50％(本发明屈强比≥0.70，扩孔率≥85％)。公开号CN 103060703A介绍了一种780MPa级冷轧双相带钢及其制造方法，相比较本发明，合金成本较高，其成分设计中必须含有Nb+Ti元素中的一种，且当Cr≤0.3％时，需添加0.3％Mo；此外，屈强比≤0.567，扩孔率34～55％。公开号CN 105925912A公开了抗拉强度780MPa级含钒冷轧双相钢及其制备方法，相比较本发明，除了成分设计思路不同外，屈强比为0.551和0.564；公开号CN 104328348A将C含量提高到0.14以上，Cr提高到0.55％以上，屈强比为0.54～0.68。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在现有780MPa级别冷轧DP钢的化学成分设计基础上，通过调控各工序段的关键工艺参数，生产出高屈强比和扩孔率，同时具备良好拉延特征的冷轧DP780钢，以解决传统低屈强比的冷轧DP780钢在冷加工成形过程中无法满足扩孔、翻边的要求，从而不可避免地出现开裂等缺陷的问题。为解决上述技术问题，本发明的提供了一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法，按照以下方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)炼钢工序：钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.10～0.14％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.80～2.00％，Alt：0.03～0.06％，Cr：0.20～0.40％，并限制N≤0.006％，P≤0.010％，S≤0.008％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
本发明采用低成本成分设计，主要依靠控制生产过程中的工艺参数，以生产出高屈强比和高扩孔性能的冷轧DP780钢，可极大地降低生产成本，而现有780MPa级别冷轧DP钢所公开的技术，一般是在本发明化学成分设计的基础上，添加Nb、V、Ti等微合金元素，以达到所需性能指标，例如CN 107190128A额外添加Nb：0.015～0.025％；CN 105925912A额外添加V：0.02～0.07％；CN 103060703A其成分设计中必须含有Nb+Ti元素中的一种，且当Cr≤0.3％时，需添加0.3％Mo；CN 104328348A将C含量提高到0.14以上，Cr提高到0.55％以上。
(2)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1180～1200℃，均热时间≤30min，总在炉时间约为230min；
(3)热轧工序：热轧基料厚度≤3.00mm的粗轧出口坯厚为28mm，3.00mm＜热轧基料厚度≤4.00mm的粗轧出口坯厚为34mm，热轧基料厚度＞4.00mm的粗轧出口坯厚为36mm；粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度为1040～1080℃；精轧终轧温度840～860℃，并保证精轧机架末道次压下率≥12％；
(4)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段快速冷却工艺，以约30℃/s的冷速冷却至580～620℃，进行卷取，并将卷取后的钢卷迅速置入保温坑中进行72h缓冷；
(5)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用≥55％的压下量进行冷轧；
(6)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度(Ac1+20℃)～(Ac1+30℃)，缓冷段结束温度690～710℃，快冷段结束温度270～300℃，过时效段温度260～290℃；
(7)平整工序：将连续退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.8～1.0％，然后卷取得到成品钢卷。
本发明所述的一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法，通过控制板坯加热工序、热轧工序、冷却及卷取工序的工艺参数，热轧初始组织包括19.0～30.0％的珠光体、20.0～30.0％的中温贝氏体混合组织以及40.0～61.0％的等轴状铁素体组织，其中晶粒尺寸均≤5μm，平均晶粒尺寸≤3.5μm。
本发明所述的一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法，所述冷轧DP780钢厚度规格涵盖0.60～2.00mm范围，显微组织中马氏体体积分数≥28.5％，屈强比≥0.70，扩孔率≥85％，同时延伸率达到17.6％以上。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明的实施是在现有冷轧DP780钢的化学成分设计基础上，通过调控各工序段的关键工艺参数，生产出高屈强比(≥0.70)和扩孔率(≥85％)，同时具备良好拉延特征(延伸率≥17.6)的冷轧DP780钢，以解决传统低屈强比的冷轧DP780钢在冷加工成形过程中无法满足扩孔、翻边的要求，从而不可避免地出现开裂等缺陷的问题，特别适用于要求具备良好的拉延特征同时有扩孔翻边要求的汽车结构件和加强件。
附图说明
图1为本发明实施例4的典型热轧初始微观组织图；
图2为本发明实施例4热轧初始微观组织的晶粒尺寸EBSD分析结果；
图3为本发明实施例4冷轧DP780钢的典型微观组织图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1～4：本发明所述的一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法，如下所述。
本发明实施例1～4中钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.10～0.14％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.80～2.00％，Alt：0.03～0.06％，Cr：0.20～0.40％，并限制N≤0.006％，P≤0.010％，S≤0.008％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。具体实施例1～4中钢坯的出钢钢水化学成分如表1所示，钢坯厚度为230mm。
表1实施例的实际冶炼成分(质量百分比，％)
实施例 C Si Mn Alt Cr P S N
1 0.13 0.40 1.93 0.035 0.24 0.008 0.007 0.0050
2 0.10 0.35 2.00 0.060 0.31 0.007 0.006 0.0037
3 0.14 0.20 1.87 0.030 0.20 0.010 0.008 0.0060
3 0.12 0.27 1.80 0.046 0.40 0.008 0.005 0.0042
本发明实施例1～4中热轧基料厚度≤3.00mm的粗轧出口坯厚为28mm；3.00mm＜热轧基料厚度≤4.00mm的粗轧出口坯厚为34mm；热轧基料厚度＞4.00mm的粗轧出口坯厚为36mm。
本发明实施例1～4具体的板坯加热工序、热轧工序、冷却及卷取工序、酸轧工序、连退工序、平整工序的工艺过程如下所述：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1180～1200℃，均热时间≤30min，总在炉时间约为230min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度为1040～1080℃；精轧终轧温度840～860℃，并保证精轧机架末道次压下率≥12％；
(3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段快速冷却工艺，以约30℃/s的冷速冷却至580～620℃，进行卷取，并将卷取后的钢卷迅速置入保温坑中进行72h缓冷；
(4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用≥55％的压下量进行冷轧；
(5)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度(Ac1+20℃)～(Ac1+30℃)，缓冷段结束温度690～710℃，快冷段结束温度270～300℃，过时效段温度260～290℃；
(6)平整工序：将连续退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.8～1.0％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
本发明实施例1～4中，由热膨胀法测得的Ac1分别为：773℃、764℃、778℃、756℃。本发明实施例1～4在实际生产中的具体控轧控冷工艺参数如表2所示。
表2实施例的主要工艺控制参数
Figure GDA0002999438650000061
对制备得到的冷轧DP780钢取样进行显微组织分析及力学性能测试，测试与分析结果具体见表3。热轧初始组织包括(19.0～30.0％)珠光体、(20.0～30.0％)中温贝氏体混合组织以及(40.0～61.0％)等轴状铁素体组织，其中晶粒尺寸均≤5μm，平均晶粒尺寸≤3.5μm。
表3实施例的力学性能与显微组织体积分数
Figure GDA0002999438650000062
Figure GDA0002999438650000071
附图1为本发明实施例4的典型热轧初始微观组织图，由26.1％珠光体、24.6％中温贝氏体混合组织以及49.3％等轴状铁素体组织所组成。热轧初始微观组织的EBSD晶粒尺寸分析结果表明，晶粒尺寸均＜4.7μm，其中尺寸＜3.5μm的晶粒占83.58％。平均晶粒尺寸2.8μm，见附图2。
本发明实施例1～4制备得到的冷轧DP780钢显微组织中马氏体体积分数≥28.5％，附图3为本发明实施例4冷轧DP780钢的典型微观组织图，其中马氏体体积分数达到39.6％。
力学性能测试结果表明，按照本发明提供的生产方法制备得到的冷轧DP780钢，抗拉强度＞780MPa(实际测试结果为799～836MPa)；屈强比≥0.70，扩孔率≥85％，同时延伸率达到17.6％以上，详见表3。从表3中的对比结果可以观察到，相比较现有公开技术(公开号CN 103060703 A；CN 105925912A；CN 107190128A；CN 104328348A等)，按照本发明提供的生产方法，通过调控各工序段的关键工艺参数，制备得到的冷轧DP780钢，在屈强比提高至≥0.70时，具备良好的拉延特征同时扩孔率≥85％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法，其特征在于按照以下方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)炼钢工序：钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.10～0.14％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.80～2.00％，Alt：0.03～0.06％，Cr：0.20～0.40％，并限制N≤0.006％，P≤0.010％，S≤0.008％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
(2)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1180～1200℃，均热时间≤30min，总在炉时间约为230min；
(3)热轧工序：热轧基料厚度≤3.00mm的粗轧出口坯厚为28mm，3.00mm＜热轧基料厚度≤4.00mm的粗轧出口坯厚为34mm，热轧基料厚度＞4.00mm的粗轧出口坯厚为36mm；粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度为1040～1080℃；精轧终轧温度840～860℃，并保证精轧机架末道次压下率≥12％；
(4)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段快速冷却工艺，以约30℃/s的冷速冷却至580～620℃，进行卷取，并将卷取后的钢卷迅速置入保温坑中进行72h缓冷；
(5)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用≥55％的压下量进行冷轧；
(6)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度(Ac1+20℃)～(Ac1+30℃)，缓冷段结束温度690～710℃，快冷段结束温度270～300℃，过时效段温度260～290℃；
(7)平整工序：将连续退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.8～1.0％，然后卷取得到成品钢卷。
2.根据权利要求1所述的一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法，其特征在于，通过控制板坯加热工序、热轧工序、冷却及卷取工序的工艺参数，热轧初始组织包括19.0～30.0％的珠光体、20.0～30.0％的中温贝氏体混合组织以及40.0～61.0％的等轴状铁素体组织，其中晶粒尺寸均≤5μm，平均晶粒尺寸≤3.5μm。
3.根据权利要求1所述的一种提高冷轧DP780钢屈强比和扩孔性能的生产方法，其特征在于，所述冷轧DP780钢厚度规格涵盖0.60～2.00mm范围，显微组织中马氏体体积分数≥28.5％，屈强比≥0.70，扩孔率≥85％，同时延伸率达到17.6％以上。
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