CN111363903B - 一种提高q＆p800钢性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高Q&P800钢性能的方法，包括以下步骤：所述热轧初始组织调控工序，控制钢坯均热段温度为1280～1300℃，均热段时间约40min，总在炉时间280‑300min，粗轧出口温度1050～1090℃，精轧终轧温度860℃～890℃，精轧结束后将带钢冷却至650～680℃进行卷取；酸轧工序，通过45～55％的压下率冷轧，并将冷轧后的钢坯采用罩式退火，退火均热温度为680℃，保温时间10～12h；连续退火工序，均热温度为(Ac1+20℃)～(Ac3‑30℃)，一步淬火配分工艺温度为360～385℃；带速的大小可根据钢坯厚度进行调节；平整工序，控制轧制力在5300～5800KN之间。

Description

一种提高Q＆P800钢性能的方法
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，具体涉及一种提高Q&P800钢性能的方法。
背景技术
随着汽车工业的快速发展，其生产的技术和理念也在不断革新，尤其是面临能源、环境、资源的巨大压力，开发出低成本、节约经济型的高强度、高塑性钢已然成为钢铁行业发展的方向和目标。Q&P钢因具有可控的热处理工艺以及良好的强塑性等优势被国内外各大企业研发与生产，然而在“低碳”经济的大背景下，Q&P800钢的量产还存在以下问题：
高成本的合金设计：为获得稳定量的残余奥氏体，以及保证Q&P800钢的强度和塑性性能，其成分设计思路为中锰(≥2.0％)、高Al(≥1.0％)以及添加Cr、Mo、Cu、Nb等微合金元素，钢坯制造成本高。
不适用于钢企连退产线的工艺设计：传统Q&P800钢在热处理工序段时，要求快速在Ms～Mf之间某一温度淬火，然后在该淬火温度或者高于Ms点的某一温度等温，促使碳由过饱和的马氏体向奥氏体扩散，提高奥氏体的碳含量，从而使富碳的奥氏体能够稳定至室温。然而在实际的连续退火生产线上，并不能实现淬火后“再加热”的功能。
性能稳定性较差：对于Q&P800钢，汽车主机及配套厂要求在满足塑性指标的前提下，其抗拉强度≥800MPa，屈服强度为420～580MPa，屈服强度标准差为±80MPa。但随着汽车主机厂生产的技术和理念不断革新，对Q&P800钢的性能要求也在不断提升，要求其性能标准差≤25MPa。
因此，开发出低成本、节约经济型Q&P800钢并提高其扩孔及性能稳定性，对实现汽车轻量化及提高汽车制造安全性具有重要的意义。从当前公开的相关专利来看，并未提供提高Q&P800钢扩孔及性能稳定性的生产方法、加工方法或制造/制备方法。
CN 104630641A提供了一种800MPa级高强度高塑性低碳中锰钢及其制造方法，其成分设计思路为中锰(3.0～7.0％)、高Al(1.5～3.5％)以及添加Cr、Mo、Cu、Nb等微合金元素。
CN 110129673A提供了一种800MPa级高强塑级Q&P钢板及其制备方法，其成分设计思路为高碳(0.38～0.42％)、高Al(2.8～3.2％)，C含量达到0.38～0.42％，随着含碳量的增加，带钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低；另外带钢的焊接性能变差(含碳量大于0.3％的钢材，可焊性显著下降)，冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降；Al含量达到2.8～3.2％，需要专用保护渣，极大地增加了炼钢成本；在冶炼、精炼过程中，更易生成大量Al2O3夹杂，导致连铸过程中保护渣变性，易出现表面大纵裂等表面缺陷，以及絮流、漏钢等生产事故；屈服强度标准差±46.8MPa。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高Q&P800钢性能的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高Q&P800钢性能的方法，包括以下步骤：热轧初始组织调控工序、酸扎工序、连续退火工序和平整工序；
所述热轧初始组织调控工序，控制钢坯均热段温度为1280～1300℃，均热段时间约40min，总在炉时间280-300min，粗轧出口温度1050～1090℃，精轧终轧温度860℃～890℃，精轧结束后将带钢冷却至650～680℃进行卷取，并将卷取后的钢卷置入保温坑中进行缓冷，缓冷时间为72h；
酸轧工序，通过45～55％的压下率冷轧，并将冷轧后的钢坯采用罩式退火，退火均热温度为680℃，保温时间10～12h，再以≤40％的压下率二次冷轧至目标厚度；
连续退火工序，均热温度为(Ac1+20℃)～(Ac3-30℃)，一步淬火配分工艺温度为360～385℃；其中带速的大小可根据钢坯厚度的不同进行调节；
平整工序，控制轧制力在5300～5800KN之间。
具体的是，所述热轧初始组织调控工序中将热轧初始组织调控为(40～55)％铁素体和(45～60)％珠光体组织。
具体的是，所述热轧初始组织调控工序中若钢坯中间坯厚度≤3.0mm，则投用边部加热器，两侧加热温度各70℃。
具体的是，所述钢坯在精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，头、中、尾三段执行U型冷却，热头热尾各40m，保证中部温度665±15℃，头部和尾部温度695±15℃。
具体的是，所述钢坯的成分按重量百分比包括，C：0.17～0.20％，Si：1.00～1.20％，Mn：1.80～2.00％，Nb：0.02～0.04％，Alt：0.030～0.050％，P≤0.010％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.003％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
本发明具有以下有益效果：将热轧初始组织调控为(40～55)％铁素体和(45～60)％珠光体组织后，进行酸轧→罩式退火→二次冷轧→连续退火(一步淬火配分工艺)→平整的一体化工艺控制，获得的Q&P800钢性能稳定性高且具有低成本、良好的扩孔性等优点。
附图说明
图1为图表3中的1-II所生产的Q&P800钢热轧初始组织的典型微观组织图。
图2为图表3中的1-II所生产的Q&P800产品的典型微观扫描组织图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明所述的一种提高Q&P800钢性能的方法，具体步骤如下：
(1)热轧初始组织调控工序：钢坯均热段温度为1280～1300℃，均热段时间约40min，总在炉时间280-300min；粗轧出口温度1050～1090℃；精轧终轧温度860℃～890℃；精轧结束后将带钢冷却至650～680℃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；将热轧初始组织调控为(40～55)％铁素体和(45～60)％珠光体组织；若钢坯的中间坯厚度≤3.0mm，投用边部加热器，两侧加热温度各70℃；精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，头、中、尾三段执行U型冷却，热头热尾各40m，保证中部温度665±15℃，头部和尾部温度695±15℃。
(2)酸轧工序：在酸轧工序以45～55％的压下率冷轧后采用罩式退火，退火均热温度为680℃，保温时间10～12h；再以≤40％的压下率二次冷轧到目标厚度。
(3)连续退火工序：均热温度为(Ac1+20℃)～(Ac3-30℃)，一步淬火配分工艺温度为360～385℃；钢坯厚度(0.8～1.2)mm，带速≥80m/min；钢坯厚度(1.3～1.6)mm，带速75～80m/min；钢坯厚度＞1.6mm，带速70～75m/min。
(4)平整工序：平整过程实际轧制力控制在5300～5800KN之间。
本发明所述的Q&P800钢坯是利用现有低成本、节约经济型Q&P800的钢坯，其化学成分按重量百分比包括C：0.17～0.20％，Si：1.00～1.20％，Mn：1.80～2.00％，Nb：0.02～0.04％，Alt：0.030～0.050％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.003％，余量为Fe及其他不可避免的杂质，但不仅限于此钢坯化学成分设计。
实施例1～6：
钢坯的出钢钢水化学成分如表1所示。
表1实施例的实际冶炼成分(质量百分比，％)
实施例 C Si Mn Nb Alt P S N O A<sub>C1</sub> A<sub>C3</sub>
1 0.20 1.20 1.82 0.027 0.039 0.007 0.003 0.004 0.002 780 835
2 0.19 1.18 1.72 0.035 0.030 0.008 0.003 0.003 0.002 784 840
3 0.19 1.00 1.70 0.034 0.045 0.002 0.005 0.005 0.003 770 826
4 0.18 1.09 1.90 0.020 0.060 0.006 0.004 0.003 0.002 766 821
5 0.18 1.15 1.84 0.040 0.042 0.004 0.002 0.005 0.003 785 842
6 0.17 1.20 1.89 0.028 0.053 0.003 0.005 0.002 0.002 775 836
实施例1～6在实际生产中的具体工艺参数如表2所示。
Figure BDA0002455058660000041
表2实施例的主要工艺控制参数
对制备得到的Q&P800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。如图1所示，从分析报告可知，由51％的铁素体组织和49％的珠光体组织组成；如图2所示，基体中存在8.5％的残余奥氏体组织；如图1-2分析可得本发明实施例1～6中制备得到的Q&P800钢产品的显微组织主要由铁素体、马氏体/贝氏体以及残余奥氏体组成，其中残余奥氏体体积分数8.0～12.5％。
表3实施例的力学性能与显微组织体积分数
Figure BDA0002455058660000042
由力学性能测试结果分析可知，本发明实施例1～6中制备得到的Q&P800钢性能稳定性高且具有低成本、良好的扩孔性等优点，其抗拉强度稳定控制在820MPa±20MPa，屈服强度稳定控制在520±20MPa，屈强比稳定控制在0.61～0.65，延伸率≥24.0％，扩孔率λ≥55％。
根据本发明的方法，获得的Q&P800钢性能稳定性高且具有低成本、良好的扩孔性等优点，其抗拉强度稳定控制在820MPa±20MPa，屈服强度稳定控制在520±20MPa，屈强比稳定控制在0.61～0.65，延伸率≥24.0％，扩孔率λ≥55％。
图表4为图表3中的1-II所生产的Q&P800钢热轧初始组织的二相比例统计分析报告。
Figure BDA0002455058660000051
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (5)

1.一种提高Q&P800钢性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：热轧初始组织调控工序、酸扎工序、连续退火工序和平整工序；
所述热轧初始组织调控工序，控制钢坯均热段温度为1280～1300℃，均热段时间40min，总在炉时间280-300min，粗轧出口温度1050～1090℃，精轧终轧温度860℃～890℃，精轧结束后将带钢冷却至650～680℃进行卷取，并将卷取后的钢卷置入保温坑中进行缓冷，缓冷时间为72h；
酸轧工序，通过45～55%的压下率冷轧，并将冷轧后的钢坯采用罩式退火，退火均热温度为680℃，保温时间10～12h，再以≤40%的压下率二次冷轧至目标厚度；
连续退火工序，均热温度为（Ac1+20℃）～（Ac3-30℃），一步淬火配分工艺温度为360～385℃；其中带速的大小根据钢坯厚度的不同进行调节；
平整工序，控制轧制力在5300～5800KN之间。
2.根据权利要求1所述的一种提高Q&P800钢性能的方法，其特征在于，所述热轧初始组织调控工序中将热轧初始组织调控为（40～55）%铁素体和（45～60）%珠光体组织。
3.根据权利要求1所述的一种提高Q&P800钢性能的方法，其特征在于，所述热轧初始组织调控工序中若钢坯中间坯厚度≤3.0mm，则投用边部加热器，两侧加热温度各70℃。
4.根据权利要求1所述的一种提高Q&P800钢性能的方法，其特征在于，所述钢坯在精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，头、中、尾三段执行U型冷却，热头热尾各40m，保证中部温度665±15℃，头部和尾部温度695±15℃。
5.根据权利要求1所述的一种提高Q&P800钢性能的方法，其特征在于，所述钢坯的成分按重量百分比包括，C：0.17~0.20%，Si：1.00~1.20%，Mn：1.80~2.00%，Nb：0.02~0.04%，Alt：0.030~0.050%，P≤0.010%，S≤0.005％，N≤0.005%，O≤0.003%，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
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