CN112795837A - 一种1300Mpa级高韧性冷成形钢板及其生产方法 - Google Patents

一种1300Mpa级高韧性冷成形钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

一种1300Mpa级高韧性冷成形钢板及其生产方法，属于冶金技术领域。所述钢板的化学成分及质量百分含量为C：0.1～0.2％，Mn：1.8～2.5％，S≤0.005％，P≤0.02％，Si：1.0～1.5％，Als≤0.08％，Nb：0.01～0.04％，Ti：0.02～0.08％，Ni：1.0～2.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。其生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、酸轧、连续退火、平整拉矫工序；所述连续退火工序均热段温度760～820℃，保温时间60～225s。本发明钢板屈服强度≥850MPa，抗拉强度≥1300MPa，延伸率A50≥8%，具有良好的冷成形性能，满足轻量化汽车用钢的要求。

Description

一种1300Mpa级高韧性冷成形钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种1300Mpa级高韧性冷成形钢板及其生产方法。
背景技术
汽车轻量化是实现节能和减排的有效途径，在轻量化的同时又必须保证汽车安全性。高强钢因其出色的比强度与比刚度，已成为先进车身结构制造的重要基础材料。随着对合金元素认识的深入以及制备工艺的进步，从上个世纪70年度开始逐步出现了以强度为主要目标的第一代高强钢、以高强塑积为主要目标的第二代高强钢和综合考量经济性要求的第三代先进高强钢。
高强钢的使用在保证汽车安全性的同时提高了汽车轻量化水平，但也存在着不可忽视的问题。从制备的角度来看，高强钢普遍存在着生产成本高、工艺窗口窄的问题；从加工制造的角度来看，随着强度的提高，高强钢冷成形零部件的回弹问题凸显、严重影响成形质量，而热成形零部件存在韧性差、后续加工困难和延时开裂等问题、严重影响结构安全性。因此，开发高强度高韧性的汽车钢，解决以上难题，是汽车钢开发及应用面临的一个重大挑战。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种1300Mpa级高韧性冷成形钢板及其生产方法。该钢板制造成本低、生产工艺简单、性能稳定，具有良好的塑性和韧性匹配、成形性能好。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种1300Mpa级高韧性冷成形钢板，其化学成分及质量百分含量为C：0.1～0.2％，Mn：1.8～2.5％，S≤0.005％，P≤0.02％，Si：1.0～1.5％，Als≤0.08％，Nb：0.01～0.04％，Ti：0.02～0.08％，Ni：1.0～2.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述钢板组织为铁素体+马氏体，抗拉强度≥1300MPa，屈服强度≥850MPa，延伸率A50≥8%。
上述1300Mpa级高韧性冷成形钢板的生产方法，包括炼钢、连铸、加热、轧制、酸轧、连续退火、平整拉矫工序。
所述炼钢工序，包括铁水脱硫扒渣、转炉冶炼、LF 炉精炼、RH真空处理。
所述加热工序，包括一加热段、二加热段、三加热段和均热段，板坯在炉时间150～250min，均热段温度1200～1300℃，均热时间≥35min。
所述轧制工序，包括粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却，其中粗轧为往复式轧制，进行5～7道次轧制，末道次轧制后中间坯厚度为36～45mm，精轧终轧温度880～930℃，卷取温度600～700℃。
所述酸轧工序，酸轧压下率≥45%。
所述连续退火工序，包括预热段、加热一段、加热二段、均热段、缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段，采用两相区退火的方式，加热二段温度760～820℃；均热段温度760～820℃，保温时间60～225s；缓冷段温度650～700℃，快冷段温度350～400℃；过时效段温度250～300℃，过时效段保温时间300～1225s。
所述平整拉矫工序，平整延伸率0.1～0.4%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明中Ni元素的加入，能够在很大的范围内，提高钢的塑性。钢中的碳分布是不均匀的，因此马氏体中存在残余应变，Ni元素的加入使碳的分布均匀，减少残余应变，从而改善马氏体的塑性；本发明未加入影响碳当量的V、Cr、Mo、Cu元素，能够在保证焊接性的同时保证强度；Nb元素的加入，能够起到细晶强化的作用，提高钢板屈服强度和韧性。通过合理的成分设计，在达到超高强度的同时，保持了较好的延伸率和韧性，具有性能优良、成本低等优点。本发明设定连续退火工序均热段的温度在奥氏体和铁素体两相区，结合均热时间能保证两相区中铁素体和奥氏体相的比例在合适范围内，从而保证成品钢板具有较高的强度和良好的塑性、韧性。
本发明通过合理的成分设计和生产工艺的配合，所得钢板具有良好的塑性和韧性匹配，具有成本低，生产工艺简单，成品性能优异、稳定的特点。本发明钢板组织为铁素体+马氏体，力学性能优良，屈服强度≥850MPa，抗拉强度≥1300MPa，延伸率A50≥8%，具有良好的冷成形性能，满足轻量化汽车用钢的要求。
附图说明
图1为本发明实施例1钢板的显微金相组织图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1-9
本发明1300Mpa级高韧性冷成形钢板的生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、酸轧、连续退火、平整拉矫工序。具体步骤如下所述：
（1）炼钢工序：包括铁水脱硫扒渣、转炉冶炼、LF 炉精炼、RH真空处理；
（2）连铸工序：在浇铸过程中，控制板坯表面及内部质量，防止板坯表面出现微裂纹及次生裂纹；
（3）加热工序，包括一加热段、二加热段、三加热段和均热段，板坯在炉时间150～250min，均热段温度1200～1300℃，均热时间≥35min。
（4）轧制工序，包括粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却，其中粗轧为往复式轧制，进行5～7道次轧制，末道次轧制后中间坯厚度为36～45mm，精轧终轧温度880～930℃，卷取温度600～700℃；
（5）酸轧工序，酸轧压下率≥45%；
（6）连续退火工序，包括预热段、加热一段、加热二段、均热段、缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段，采用两相区退火的方式，加热二段温度760～820℃；均热段温度760～820℃，保温时间60～225s；缓冷段温度650～700℃，快冷段温度350～400℃；过时效段温度250～300℃，过时效段保温时间300～1225s；
（7）平整拉矫工序，平整延伸率0.1～0.4%。
各实施例钢板化学成分及质量百分含量见表1，各实施例生产工序参数见表2、表3，钢板力学性能见表4。
图1为本发明实施例1钢板的显微金相组织图，由图1可知，钢板金相组织为铁素体+马氏体。
表1. 各实施例钢板化学成分及质量百分含量（%）
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2. 各实施例加热、轧制和酸轧工序参数列表
Figure 60971DEST_PATH_IMAGE002
表3. 各实施例连续退火、平整拉矫工序参数列表
Figure 314491DEST_PATH_IMAGE003
表4. 各实施例钢板力学性能检测情况表
Figure DEST_PATH_IMAGE005

Claims (9)

1.一种1300Mpa级高韧性冷成形钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分及质量百分含量为C：0.1～0.2％，Mn：1.8～2.5％，S≤0.005％，P≤0.02％，Si：1.0～1.5％，Als≤0.08％，Nb：0.01～0.04％，Ti：0.02～0.08％，Ni：1.0～2.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的1300Mpa级高韧性冷成形钢板，其特征在于，所述钢板组织为铁素体+马氏体，抗拉强度≥1300MPa，屈服强度≥850MPa，延伸率A50≥8%。
3.基于权利要求1或2所述的1300Mpa级高韧性冷成形钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括炼钢、连铸、加热、轧制、酸轧、连续退火、平整拉矫工序；所述连续退火工序包括预热段、加热一段、加热二段、均热段、缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段，采用两相区退火的方式，均热段温度760～820℃，保温时间60～225s。
4. 根据权利要求3所述的1300Mpa级高韧性冷成形钢板的生产方法，其特征在于，所述炼钢工序，包括铁水脱硫扒渣、转炉冶炼、LF 炉精炼、RH真空处理。
5.根据权利要求4所述的1300Mpa级高韧性冷成形钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序，包括一加热段、二加热段、三加热段和均热段，板坯在炉时间150～250min，均热段温度1200～1300℃，均热时间≥35min。
6.根据权利要求5所述的1300Mpa级高韧性冷成形钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，包括粗轧、热卷箱、精轧、层流冷却，其中粗轧为往复式轧制，进行5～7道次轧制，末道次轧制后中间坯厚度为36～45mm，精轧终轧温度880～930℃，卷取温度600～700℃。
7.根据权利要求6所述的1300Mpa级高韧性冷成形钢板的生产方法，其特征在于，所述酸轧工序，酸轧压下率≥45%。
8.根据权利要求3-7任一项所述的1300Mpa级高韧性冷成形钢板的生产方法，其特征在于，所述连续退火工序，其中加热二段温度760～820℃，缓冷段温度650～700℃，快冷段温度350～400℃；过时效段温度250～300℃，过时效段保温时间300～1225s。
9.根据权利要求3-7任一项所述的1300Mpa级高韧性冷成形钢板的生产方法，其特征在于，所述平整拉矫工序，平整延伸率0.1～0.4%。
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