CN110578100A - 不同屈服强度级别冷轧cp980钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种不同屈服强度级别冷轧CP980钢及其生产方法，包括板坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连续退火和平整工序，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，采用一种成分体系可生产770～840和860～930MPa共计两种屈服强度级别冷轧CP980钢产品，屈服强度级别770～840MPa的具有高抗拉强度和良好的塑性，特别适用于要求980MPa级别并具有良好抗冲撞性能的安全零件制造；屈服强度级别860～930MPa的具有高屈服强度和抗拉强度、良好的延伸性以及优异的扩孔性能，特别适用于要求980MPa级别并具有翻边、扩孔等特殊需求的复杂汽车零部件制造。

Description

不同屈服强度级别冷轧CP980钢及其生产方法
技术领域
本发明属于汽车用先进高强钢材料技术领域，具体涉及一种不同屈服强度级别冷轧CP980钢及其生产方法。
背景技术
随着节能减排以及经济性、安全性要求的不断提高，现代汽车制造理念对于980MPa级高强钢，提出优良的延展性、易加工成形性以及高强度和几何精度等多性能、多零件、多规格的不同需求。高强度CP钢具有良好的延展性、抗碰撞吸收能力以及残余形变量，其合理化应用对实现汽车轻量化及提高安全性具有重要的意义。
然而汽车用冷轧CP980钢产品存在的多零件、性能要求多元化、多规格以及小批量订货的特殊需求等特点，给钢铁企业在实际生产组织中带来诸多不便，主要表现在混浇坯降级改判率高、不同钢种及规格频繁过渡，导致CP800钢产品成材率及质量稳定性差。因此，探索低成本经济型、性能可分级别控制、质量稳定的CP980钢的生产方法，不仅能够满足汽车产业多零件、性能要求多元化、多规格以及小批量订货的特殊需求等特点，而且也是钢铁企业提高竞争力的有效措施，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
从当前公开的相关专利来看，以上技术难题并未得到很好地解决。现有公开的技术，只是针对一种特定用途或屈服强度级别的CP钢，进行生产方法、加工方法或制造方法的阐明。例如公开号CN 107557695A的专利提供了一种CP980MPa复相钢的酸轧生产工艺控制方法，并未提供完整的制备方法以及CP980钢的最终性能指标；公开号CN 103131946A提供了一种低碳含磷冷轧复相钢及其制备方法，抗拉强度可以达到840MPa以上，拉断延伸率达到12％以上，但是未公开屈服强度指标；公开号CN 103045941A的专利提供了一种高强韧性复相钢及其热处理方法，屈服强度802～922MPa；公开号CN 107227432A的专利提供了一种高强韧性纳米级复相钢及其制备方法，屈服强度1311～1402MPa；而本发明提供了一种生产不同屈服强度级别冷轧CP980钢的方法，产品厚度规格范围为0.80～2.00mm，包括770～840和860～930MPa共计两种屈服强度级别。此外，公开号CN 1793398A的专利提供了一种抗拉强度1000MPa级复相钢板及制造方法，与本发明相比较，除制造方法不同外(此发明为热轧制造方法，而本发明为冷轧退火钢板)，用途也不同(此成品厚度3～5mm，而本发明成品厚度0.8～2.0mm)。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在充分考虑目前钢铁企业针对CP980钢小批量生产组织特点的基础上，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，实现采用一种成分体系可生产550～650MPa和660～720MPa共计两种屈服强度级别的冷轧CP980钢产品，不仅可以满足汽车主机配套厂家对0.80～2.00mm规格范围CP980钢产品多零件、多性能、多规格以及小批量订货的特殊需求，而且可以提高钢企生产冷轧CP980钢的成材率及质量稳定性。本发明的目的在于提供一种不同屈服强度级别冷轧CP980钢及其生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：不同屈服强度级别冷轧CP980钢，化学成分按重量百分比包括C：0.08～0.12％，Si：0.40～0.60％，Mn：2.10～2.30％，Alt：0.03～0.05％，Cr：0.35～0.55％，Mo：0.20～0.30％，Nb：0.030～0.050％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
本发明所述的冷轧CP980钢产品厚度规格范围为0.80～2.00mm，包括770～840MPa和860～930MPa共计两种屈服强度级别。
本发明所述的冷轧CP980钢产品，屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品具有高抗拉强度和良好的塑性(A80＞14.5％)，特别适用于要求980MPa级别并具有良好抗冲撞性能的安全零件制造；屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品具有高屈服强度和抗拉强度(＞1020MPa)、良好的延伸性(A80＞13.0％)以及优异的扩孔性能(扩孔率≥84％)，特别适用于要求980MPa级别并具有翻边、扩孔等特殊需求的复杂汽车零部件制造。
本发明所述的一种生产不同屈服强度级别冷轧CP980钢的方法，生产工序包括板坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连续退火和平整工序；其中热轧基料厚度热轧基料厚度≤2.00mm的粗轧出口坯厚为28mm；2.00mm＜热轧基料厚度≤3.00mm的粗轧出口坯厚为32mm；3.00mm＜热轧基料厚度≤4.00mm的粗轧出口坯厚为36mm；热轧基料厚度＞4.00mm的粗轧出口坯厚为38mm。
本发明所述的屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品，按照以下生产方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1250℃，均热段时间约40min，总在炉时间约为300～320min；
(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1080～1110℃，精轧终轧温度870～900℃；
(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600～630℃，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49～54％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800～810℃，缓冷段结束温度680～690℃，快冷段结束温度400～430℃，过时效段温度390～420℃，终冷出炉温度≤160℃；
(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0.4～0.5％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
本发明所述的屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品，按照以下生产方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1200～1230℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为280～300min；
(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1030～1060℃，精轧终轧温度850～880℃；
(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540～570℃，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55～60％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780～790℃，缓冷段结束温度700～710℃，快冷段结束温度370～400℃，过时效段温度360～390℃，终冷出炉温度≤160℃；
(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0.5～0.6％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
本发明所述的一种生产不同屈服强度级别冷轧CP980钢的方法，获得的显微组织主要由贝氏体、铁素体、以及少量的马氏体/残余奥氏体组成，其中屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品显微组织中贝氏体体积分数45～55％，铁素体体积分数30～40％，马氏体/残余奥氏体体积分数＞14％；屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品显微组织中贝氏体体积分数60～75％，铁素体体积分数10～20％，马氏体/残余奥氏体体积分数＞15％。
本发明具有以下有益效果：本发明的实施是在充分考虑目前钢铁企业针对CP980钢小批量生产组织特点的基础上，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，实现采用一种成分体系可生产770～840MPa和860～930MPa共计两种屈服强度级别冷轧CP980钢产品，不仅可以满足汽车主机配套厂家对0.80～2.00mm规格范围CP980钢产品多零件、多性能、多规格以及小批量订货的特殊需求，而且可以提高钢企生产冷轧CP980钢的成材率及质量稳定性。其中屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品，具有高抗拉强度和良好的塑性(A80＞14.5％)，特别适用于要求980MPa级别并具有良好抗冲撞性能的安全零件制造；屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品，具有高屈服强度和抗拉强度(＞1020MPa)、良好的延伸性(A80＞13.0％)以及优异的扩孔性能(扩孔率≥84％)，特别适用于要求980MPa级别并具有翻边、扩孔等特殊需求的复杂汽车零部件制造。
附图说明
图1为本发明实施例1中工艺1-I制备的屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品的典型微观组织图；
图2为本发明实施例1中工艺1-II制备的屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品的典型微观组织图。
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：0.08～0.12％，Si：0.40～0.60％，Mn：2.10～2.30％，Alt：0.03～0.05％，Cr：0.35～0.55％，Mo：0.20～0.30％，Nb：0.030～0.050％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，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，钢坯厚度为230mm。
表1实施例1-3的实际冶炼成分(质量百分比，％)
实施例 C Si Mn Alt Cr Mo Nb P S N O
1 0.09 0.55 2.10 0.035 0.46 0.20 0.050 0.008 0.004 0.003 0.004
2 0.12 0.40 2.30 0.030 0.35 0.26 0.042 0.010 0.005 0.005 0.002
3 0.08 0.60 2.25 0.050 0.55 0.30 0.030 0.006 0.005 0.004 0.005
本发明实施例1～3中具有不同屈服强度级别冷轧CP980钢，其生产工序包括板坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连续退火和平整工序，具体的工艺实施过程，如下所述。
本发明实施例1～3中具有不同屈服强度级别冷轧CP980钢，热轧基料厚度热轧基料厚度≤2.00mm的粗轧出口坯厚为28mm；2.00mm＜热轧基料厚度≤3.00mm的粗轧出口坯厚为32mm；3.00mm＜热轧基料厚度≤4.00mm的粗轧出口坯厚为36mm；热轧基料厚度＞4.00mm的粗轧出口坯厚为38mm。
本发明实施例1～3中生产屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品，按照以下生产方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1250℃，均热段时间约40min，总在炉时间约为300～320min；
(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1080～1110℃，精轧终轧温度870～900℃；
(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600～630℃，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49～54％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800～810℃，缓冷段结束温度680～690℃，快冷段结束温度400～430℃，过时效段温度390～420℃，终冷出炉温度≤160℃；
(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0.4～0.5％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
本发明实施例1～3中生产屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品，按照以下生产方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1200～1230℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为280～300min；
(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1030～1060℃，精轧终轧温度850～880℃；
(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540～570℃，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55～60％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780～790℃，缓冷段结束温度700～710℃，快冷段结束温度370～400℃，过时效段温度360～390℃，终冷出炉温度≤160℃；
(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0.5～0.6％，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，其中1-I、2-I、3-I为屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品的生产方法；1-II、2-II、3-II为屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品的生产方法。
表2实施例1-3的主要工艺控制参数
对制备得到的具有不同屈服强度级别冷轧CP980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。附图1和2分别为为本发明实施例1中工艺1-I(屈服强度级别770～840MPa)和工艺1-II(屈服强度级别860～930MPa)制备的冷轧CP980钢产品的典型微观组织图。
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中制备得到的具有不同屈服强度级别冷轧CP980钢的显微组织主要由贝氏体、铁素体、以及少量的马氏体/残余奥氏体组成，其中屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品显微组织中贝氏体体积分数45～55％，铁素体体积分数30～40％，马氏体/残余奥氏体体积分数＞14％；屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品显微组织中贝氏体体积分数60～75％，铁素体体积分数10～20％，马氏体/残余奥氏体体积分数＞15％。
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中制备得到的具有不同屈服强度级别冷轧CP980钢产品，其中屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品，具有高抗拉强度和良好的塑性(A80＞14.5％)，特别适用于要求980MPa级别并具有良好抗冲撞性能的安全零件制造；屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品，具有高屈服强度和抗拉强度(＞1020MPa)、良好的延伸性(A80＞13.0％)以及优异的扩孔性能(扩孔率≥84％)，特别适用于要求980MPa级别并具有翻边、扩孔等特殊需求的复杂汽车零部件制造。

Claims (5)

1.不同屈服强度级别冷轧CP980钢，其特征在于，化学成分按重量百分比包括C：0.08～0.12％，Si：0.40～0.60％，Mn：2.10～2.30％，Alt：0.03～0.05％，Cr：0.35～0.55％，Mo：0.20～0.30％，Nb：0.030～0.050％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；产品厚度规格范围为0.80～2.00mm，包括770～840MPa和860～930MPa共计两种屈服强度级别。
2.如权利要求1所述的不同屈服强度级别冷轧CP980钢，其特征在于，所述CP980钢显微组织主要由贝氏体、铁素体、以及少量的马氏体/残余奥氏体组成，其中屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢产品显微组织中贝氏体体积分数45～55％，铁素体体积分数30～40％，马氏体/残余奥氏体体积分数＞14％；屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢产品显微组织中贝氏体体积分数60～75％，铁素体体积分数10～20％，马氏体/残余奥氏体体积分数＞15％。
3.如权利要求1或2所述的不同屈服强度级别冷轧CP980钢的生产方法，其特征在于，包括板坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连续退火和平整工序；其中热轧基料厚度热轧基料厚度≤2.00mm的粗轧出口坯厚为28mm；2.00mm＜热轧基料厚度≤3.00mm的粗轧出口坯厚为32mm；3.00mm＜热轧基料厚度≤4.00mm的粗轧出口坯厚为36mm；热轧基料厚度＞4.00mm的粗轧出口坯厚为38mm。
4.如权利要求3所述的不同屈服强度级别冷轧CP980钢的生产方法，其特征在于，屈服强度级别770～840MPa的冷轧CP980钢的生产工序如下：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1250℃，均热段时间约40min，总在炉时间约为300～320min；
(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1080～1110℃，精轧终轧温度870～900℃；
(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600～630℃，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49～54％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800～810℃，缓冷段结束温度680～690℃，快冷段结束温度400～430℃，过时效段温度390～420℃，终冷出炉温度≤160℃；
(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0.4～0.5％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
5.如权利要求3所述的不同屈服强度级别冷轧CP980钢的生产方法，其特征在于，屈服强度级别860～930MPa的冷轧CP980钢生产工序如下：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1200～1230℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为280～300min；
(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1030～1060℃，精轧终轧温度850～880℃；
(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540～570℃，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55～60％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780～790℃，缓冷段结束温度700～710℃，快冷段结束温度370～400℃，过时效段温度360～390℃，终冷出炉温度≤160℃；
(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0.5～0.6％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
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