CN110578094A - 一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种1.0GPa级冷轧TRIP‑BF钢的制备方法，主要包括板坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连退工序和平整工序。通过合理的成分设计并有效地控制各工序段的关键工艺参数，实现其多相组织的均衡配比，控制其热轧初始组织由20～30％铁素体和70～80％贝氏体组成，TRIP‑BF钢产品由75～85％贝氏体铁素体组织及≥15％片层状残余奥氏体组织组成，TRIP‑BF钢厚度规格范围为0.8～2.0mm，抗拉强度＞1000MPa，屈强比＞0.69，延伸率A80＞18％，强塑积＞20GPa·％，扩孔率λ≥65％，适用于要求有高强度并且具有翻边、扩孔等特殊要求的复杂汽车用加强件及防撞零部件的制造。

Description

一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法
技术领域
本发明属于汽车用冷轧先进高强钢材料技术领域，具体涉及一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法。
背景技术
随着能源和环境问题的日益突出以及人们对汽车安全性能关注度的持续增加，在保证安全的前提下实现车身的轻量化正成为汽车工业的主要发展方向。在降低油耗、减少排放的诸多措施中，应用先进高强度钢减轻车重的效果尤为明显，其在达到强度要求的同时，除了减少冲压件厚度，还更容易达到安全性能指标要求。因此在白车身及底盘结构件制造方面，近年来高强钢板的应用及使用比例在不断提高。
TRIP钢作为先进高强钢的代表，一部分残余奥氏体在零部件制造成形过程中发生相变，使强塑性同步提高；而剩余的一部分残余奥氏体，在发生意外碰撞时，可进一步提高碰撞吸收性能，提高安全性。由于其具有上述特性，即“TRIP效应”，因此持续得到国内外诸多学者的关注，他们在先进高强钢的开发中，引入一定量的残余奥氏体，以解决强塑性同步提高的矛盾，如Q&P钢、复相钢、贝氏体钢等。
现有公开的1.0GPa级冷轧TRIP钢的技术，均由铁素体、贝氏体及一定量的残余奥氏体/马氏体组成，并且添加大量微合金元素以保证其强度。
如公开号CN 101363102A提供了一种高强度冷轧连续退火用TRIP钢板及其制备方法，没有公开TRIP钢产品的最终组织，此外，与本发明相比较，其一需额外添加Cu：0.1～1.0％，Ni：0.1～1.0％，Ti：0.01～0.1％；其二屈服强度450～700MPa。
公开号CN 102409235A提供了一种高强度冷轧相变诱导塑性钢板及其制备方法，其特征在于该钢板的显微组织中铁素体以面积率计为10～80％，残余奥氏体以体积率计为3～20％，马氏体以面积率计为1～20％，剩余部分为贝氏体，抗拉强度为680～1280MPa，延伸率为15～30％。
公开号CN 102312157A提供了一种1000MPa级以上冷轧TRIP钢及其制备方法，与本发明相比较，其一需额外添加V：0.03～0.09％，Alt：0.8～1.2％；其二屈服强度500～650MPa；其三显微组织由铁素体基体、马氏体岛和残余奥氏体组成。
公开号CN 102212657A提供了一种冷轧相变诱导塑性钢的淬火配分生产方法，与本发明相比较，其一屈服强度600～720MPa；其二显微组织由铁素体、马氏体和残余奥氏体的复相组织组成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，厚度规格范围为0.8～2.0mm，抗拉强度＞1000MPa，屈强比＞0.69(屈服强度＞710MPa)，延伸率A80＞18％，强塑积＞20GPa·％，同时扩孔率λ≥65％，特别适用于要求有高强度，并且具有翻边、扩孔等特殊要求的复杂汽车用加强件及防撞零部件的制造。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，包括板坯加热工序、热轧工序、冷却及卷取工序、酸轧工序、连退工序和平整工序，TRIP-BF钢产品由75～85％贝氏体铁素体组织(BF组织)及≥15％片层状残余奥氏体(残γ)组织组成。
TRIP-BF钢产品化学成分按重量百分比包括C：0.19～0.23％，Si：1.5～1.8％，Mn：2.1～2.4％，Nb：0.04～0.06％，Alt：0.04～0.07％，并限制P≤0.008％，S≤0.006％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
本发明所述的一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，按照以下方法控制板坯加热和热轧工序段的工艺参数，以实现其热轧初始组织由20～30％铁素体和70～80％贝氏体组成：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1240～1260℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为280～320min；
(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1050～1080℃，精轧终轧温度850～880℃；其中热轧基料厚度热轧基料厚度≤2.80mm的粗轧出口坯厚为30mm；2.80mm＜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；
(3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至550～580℃，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。
本发明所述的一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，按照以下方法控制酸轧、连退和平整工序段的工艺参数，以实现TRIP-BF钢产品由75～85％BF组织及≥15％残γ组织组成：
(1)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用60～71％的压下量进行冷轧，酸轧带钢的表面反射率＞60％，残油残铁总量≤240mg/m2，残油量≤45mg/m2；
(2)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度900～920℃，均热时间90～120s；过时效段温度390～410℃，过时效时间300～420s，终冷出炉温度≤160℃；
(3)平整工序：将连续退火后的钢卷进行平整，采用小辊径工作辊进行轧制，平整延伸率控制在0.7～0.8％；工作辊粗糙度＞2.5μm；然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
采用本发明所提供的技术方案，可制备出一种厚度规格范围为0.8～2.0mm的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢，其抗拉强度＞1000MPa，屈强比＞0.69(屈服强度＞710MPa)，延伸率A80＞18％，强塑积＞20GPa·％，同时扩孔率λ≥65％。
本发明具有以下有益效果：本发明所制备的TRIP-BF钢产品由75～85％BF组织及≥15％片层状残γ组织组成，一部分片层状残γ在零部件制造成形过程中发生相变，使强塑性同步提高；而剩余的一部分片层状残γ，在发生意外碰撞时，可进一步提高碰撞吸收性能，提高安全性。因此，采用本发明提供的技术方案所制备的TRIP-BF钢产品特别适用于要求有高强度，并且具有翻边、扩孔等特殊要求的复杂汽车用加强件及防撞零部件的制造。
附图说明
图1为实施例1-II所制备的TRIP-BF钢产品的典型热轧初始微观组织。
图2为实施例1-II所制备的冷轧TRIP-BF钢产品的典型扫描组织。
图3为实施例1-II所制备的TRIP-BF钢产品的典型TEM分析图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
本发明实施例1～3中钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.19～0.23％，Si：1.5～1.8％，Mn：2.1～2.4％，Nb：0.04～0.06％，Alt：0.04～0.07％，并限制P≤0.008％，S≤0.006％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。具体实施例1～3中钢坯的出钢钢水化学成分如表1所示。
表1实施例1-3的实际冶炼成分(重量百分比，％)
实施例 C Si Mn Nb Alt P S N O
1 0.23 1.6 2.1 0.06 0.05 0.007 0.005 0.004 0.004
2 0.19 1.8 2.3 0.05 0.04 0.008 0.006 0.005 0.003
3 0.21 1.5 2.4 0.04 0.07 0.004 0.003 0.003 0.005
本发明实施例1～3中一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，包括板坯加热工序、热轧工序、冷却及卷取工序、酸轧工序、连退工序和平整工序。
本发明实施例1～3中一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，按照以下方法控制板坯加热和热轧工序段的工艺参数，以实现其热轧初始组织由20～30％铁素体和70～80％贝氏体组成：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1240～1260℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为280～320min；
(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1050～1080℃，精轧终轧温度850～880℃；其中热轧基料厚度热轧基料厚度≤2.80mm的粗轧出口坯厚为30mm；2.80mm＜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；
(3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至550～580℃，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。
本发明实施例1～3中一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，按照以下方法控制酸轧、连退和平整工序段的工艺参数，以实现TRIP-BF钢产品由75～85％BF组织及≥15％残γ组织组成：
(1)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用60～71％的压下量进行冷轧，酸轧带钢的表面反射率＞60％，残油残铁总量≤240mg/m2，残油量≤45mg/m2；
(2)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度900～920℃，均热时间90～120s；过时效段温度390～410℃，过时效时间300～420s，终冷出炉温度≤160℃；
(3)平整工序：将连续退火后的钢卷进行平整，采用小辊径工作辊进行轧制，平整延伸率控制在0.7～0.8％；工作辊粗糙度＞2.5μm；然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
本发明实施例1～3在实际生产中的具体工艺参数如表2所示。
表2实施例1-3的主要工艺控制参数
对制备得到的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢产品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。附图1、2和3分别为实施例1-II所制备的典型热轧初始微观组织、冷轧TRIP-BF钢产品的典型扫描组织和TEM分析图。
由微观组织分析及各相体积分数的测试分析计算结果可知，本发明实施例1～3中制备得到的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢产品，其热轧初始组织由20～30％铁素体和70～80％贝氏体组成，冷轧TRIP-BF钢产品显微组织主要由75～85％贝氏体铁素体组织(BF组织)及≥15％片层状残余奥氏体(残γ)组织组成。
表3实施例的力学性能与显微组织体积分数
由力学性能测试结果分析可知，本发明实施例1～3中制备得到的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢产品，其抗拉强度＞1000MPa(实测1029～1106MPa)，屈强比＞0.69，延伸率A80＞18％(实测18.2～24.0％)，强塑积＞20GPa·％，同时扩孔率λ≥65％，特别适用于要求有高强度，并且具有翻边、扩孔等特殊要求的复杂汽车用加强件及防撞零部件的制造。

Claims (9)

1.一种1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，其特征在于，包括板坯加热工序、热轧工序、冷却及卷取工序、酸轧工序、连退工序和平整工序，TRIP-BF钢产品由75～85％贝氏体铁素体组织及≥15％片层状残余奥氏体组织组成。
2.如权利要求1所述的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，其特征在于，所述TRIP-BF钢产品厚度规格范围为0.8～2.0mm，抗拉强度＞1000MPa，屈强比＞0.69，延伸率A80＞18％，强塑积＞20GPa·％，同时扩孔率λ≥65％。
3.如权利要求1所述的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，其特征在于，所述TRIP-BF钢产品化学成分按重量百分比包括C：0.19～0.23％，Si：1.5～1.8％，Mn：2.1～2.4％，Nb：0.04～0.06％，Alt：0.04～0.07％，并限制P≤0.008％，S≤0.006％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，其特征在于，所述板坯加热工序步骤如下：将钢坯加热，设置均热段温度为1240～1260℃，均热段时间30min，总在炉时间为280～320min。
5.如权利要求1所述的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，其特征在于，所述热轧工序步骤如下：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1050～1080℃，精轧终轧温度850～880℃；其中热轧基料厚度热轧基料厚度≤2.80mm的粗轧出口坯厚为30mm；2.80mm＜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。
6.如权利要求1所述的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，其特征在于，所述冷却及卷取工序步骤如下：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以20℃/s的冷速冷却至550～580℃，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。
7.如权利要求1所述的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，其特征在于，所述酸轧工序步骤如下：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用60～71％的压下量进行冷轧，酸轧带钢的表面反射率＞60％，残油残铁总量≤240mg/m2，残油量≤45mg/m2。
8.如权利要求1所述的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，其特征在于，所述连退工序步骤如下：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度900～920℃，均热时间90～120s；过时效段温度390～410℃，过时效时间300～420s，终冷出炉温度≤160℃。
9.如权利要求1所述的1.0GPa级冷轧TRIP-BF钢的制备方法，其特征在于，所述平整工序步骤如下：将连续退火后的钢卷进行平整，采用小辊径工作辊进行轧制，平整延伸率控制在0.7～0.8％；工作辊粗糙度＞2.5μm；然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
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