CN112962022B - 一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢及生产方法 - Google Patents

一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢及生产方法，所述带钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.08～0.11%，Mn：1.5～3.0%，S≤0.005%，P≤0.020%，Si：0.15～0.5%，Als：0.10～0.60%，Cr：0.20～0.50%，Nb：0.020～0.060%，Ti：0.010～0.080%，Ni：0.10～0.45%，Mo：0.010～0.035%，B：0.0010～0.0050%，其余为Fe和不可清除的杂质；所述生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序。本发明通过合理的成分设计，生产的带钢适用于各种对扩孔性能和拉延性能要求较高的汽车零部件，具有较低的成本，市场竞争力强。

Description

一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢及生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢及生产方法。
背景技术
随着汽车轻量化越来越受到各大汽车主机厂的青睐，汽车主机厂使用超高强钢的比例逐年增加，但是强度的升高带来拉延性能和扩孔性能的降低。如使用DP1200制作汽车零件时，由于其延伸率A50≤5%、扩孔率≤12%导致拉延序开裂，材料失效，如图2所示。因此，对于1200MPa级超高强钢来说，需要开发一种即具有较高的强度，同时兼顾拉延性能和扩孔性能的带钢。
专利CN 108823493A提供了一种环境友好型超高强汽车结构件用钢及其生产方法，在热成形后能够实现＞1100MPa的强度，但是其属于热成形钢范畴。
本发明通过微观组织的精细调控，成品带钢中获得织为铁素体+马氏体+贝氏体+残余奥氏体组织，这种组织的带钢具有较高的拉延性能和良好的扩孔性能。并且该成分体系容易在普通的连退生产线进行生产，成本较低，具有很大的竞争力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢及生产方法，产品适用于汽车零部件生产，具有较低的成本，较高的创效能力。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢，所述带钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.08～0.11%，Mn：1.5～3.0%，S≤0.005%，P≤0.020%，Si：0.15～0.5%，Als：0.10～0.60%，Cr：0.20～0.50%，Nb：0.020～0.060%，Ti：0.010～0.080%，Ni：0.10～0.45%，Mo：0.010～0.035%，B：0.0010～0.0050%，其余为Fe和不可清除的杂质。
本发明所述冷轧带钢厚度为1.0～2.5mm。
本发明所述冷轧带钢抗拉强度≥1200MPa、屈服强度Rp0.2：900～1100MPa、伸长率A50≥8%、扩孔率≥20%。
本发明所述冷轧带钢组织由铁素体+马氏体+贝氏体+残余奥氏体组成，其中马氏体占体积的25～30%，贝氏体占体积的3～6%，残余奥氏体占体积的8～12%，其余为铁素体。
本发明还提供一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法，所述生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序；所述连续退火，均热温度为780～840℃，保温时间100～200s；先缓冷至680～720℃，缓冷冷却速率10～20℃/s；再快冷至340～400℃，快冷冷却速率40～70℃/s，过时效段温度320～380℃，终冷温度50～150℃。
本发明所述连铸工序，中包温度1510～1530℃，拉速为1.2～1.4m/min。
本发明所述加热工序，加热温度为1220～1370℃，总加热时间为180～260min。
本发明所述热轧工序，精轧终轧温度为860～920℃，卷取温度为640～680℃。
本发明所述冷轧工序，冷轧压下率≥50%。
本发明所述平整工序，采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.3～0.9%，轧制力在6000～8000KN。
技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过合理的成分设计，采用添加Nb、Ni、Ti等微合金化元素，细化晶粒，增加晶界面积，起到晶界强化的作用；同时形成NbC、TiC等第二相，钉扎位错，实现位错强化。2、本发明组织中的奥氏体形态，不仅能够提高材料的拉延性能和扩孔性能，并且具有较高的稳定性，能够在制备成为汽车零件后，遇到碰撞问题时，有效进行能量吸收，提高汽车碰撞安全系数。3、本发明生产成品较同强度级别的双相钢、复相钢具有较高的扩孔性能和拉延性能，抗拉强度在1200MPa以上，且生产组织容易，成本较低。
附图说明
图1为本发明实施例1钢板的拉伸曲线；
图2材料失效零件图片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1510～1530℃，拉速为1.2～1.4m/min；
（2）加热工序：加热温度为1220～1370℃，总加热时间为180～260min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为860～920℃，卷取温度为640～680℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率≥50%；
（5）连续退火工序：均热温度为780～840℃，保温时间100～200s；先缓冷至680～720℃，缓冷冷却速率10～20℃/s；再快冷至340～400℃，快冷冷却速率40～70℃/s，过时效段温度320～380℃，终冷温度50～150℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.3～0.9%，轧制力在6000～8000KN。
实施例1
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为2.0mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1520℃，连铸拉速为1.3m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1240℃，总加热时间为180min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为860℃，卷取温度为640℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为53%；
（5）连续退火工序：均热温度为805℃，保温时间185s；先缓冷至680℃，缓冷冷却速率19℃/s；再快冷至360℃，快冷冷却速率55℃/s，过时效段温度340℃，终冷温度100℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.50%，轧制力在6000KN。
实施例1钢板的拉伸曲线见图1（其余实施例拉伸曲线同实施例1，故省略），由图1可知，本发明带钢从发生屈服开始，达到最大承载能力对应的延伸率大于8%，其拉延性能良好。
实施例2
本实施一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为1.0mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1510℃，连铸拉速为1.2m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1290℃，总加热时间为190min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为900℃，卷取温度为655℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为57%；
（5）连续退火工序：均热温度为785℃，保温时间200s；先缓冷至686℃，缓冷冷却速率10℃/s；再快冷至340℃，快冷冷却速率40℃/s，过时效段温度320℃，终冷温度50℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.30%，轧制力在6000KN。
实施例3
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为1.6mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1530℃，连铸拉速为1.4m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1300℃，总加热时间为240min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为880℃，卷取温度为670℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为50%；
（5）连续退火工序：均热温度为840℃，保温时间100s；先缓冷至720℃，缓冷冷却速率20℃/s；再快冷至400℃，快冷冷却速率70℃/s，过时效段温度380℃，终冷温度150℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.80%，轧制力在7000KN。
实施例4
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为1.8mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1525℃，连铸拉速为1.3m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1290℃，总加热时间为220min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为865℃，卷取温度为650℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为51%；
（5）连续退火工序：均热温度为810℃，保温时间120s；先缓冷至690℃，缓冷冷却速率18℃/s；再快冷至395℃，快冷冷却速率60℃/s，过时效段温度370℃，终冷温度120℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.40%，轧制力在7000KN。
实施例5
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为2.5mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1520℃，连铸拉速为1.4m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1350℃，总加热时间为200min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为870℃，卷取温度为650℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为53%；
（5）连续退火工序：均热温度为790℃，保温时间160s；先缓冷至710℃，缓冷冷却速率11℃/s；再快冷至360℃，快冷冷却速率60℃/s，过时效段温度350℃，终冷温度100℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.60%，轧制力在7500KN。
实施例6
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为1.2mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1520℃，连铸拉速为1.4m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1220℃，总加热时间为230min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为895℃，卷取温度为680℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为60%；
（5）连续退火工序：均热温度为815℃，保温时间150s；先缓冷至693℃，缓冷冷却速率12℃/s；再快冷至375℃，快冷冷却速率50℃/s，过时效段温度330℃，终冷温度100℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.50%，轧制力在8000KN。
实施例7
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为1.5mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1520℃，连铸拉速为1.2m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1300℃，总加热时间为240min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为920℃，卷取温度为670℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为57%；
（5）连续退火工序：均热温度为830℃，保温时间190s；先缓冷至695℃，缓冷冷却速率14℃/s；再快冷至390℃，快冷冷却速率65℃/s，过时效段温度355℃，终冷温度130℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.90%，轧制力在6500KN。
实施例8
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为2.0mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1520℃，连铸拉速为1.2m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1370℃，总加热时间为260min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为890℃，卷取温度为665℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为55%；
（5）连续退火工序：均热温度为825℃，保温时间110s；先缓冷至705℃，缓冷冷却速率15℃/s；再快冷至380℃，快冷冷却速率65℃/s，过时效段温度375℃，终冷温度140℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.40%，轧制力在7500KN。
实施例9
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为1.8mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：中包温度1515℃，连铸拉速为1.2m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1340℃，总加热时间为220min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为900℃，卷取温度为670℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为56%；
（5）连续退火工序：均热温度为820℃，保温时间130s；先缓冷至716℃，缓冷冷却速率13℃/s；再快冷至400℃，快冷冷却速率60℃/s，过时效段温度370℃，终冷温度110℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.70%，轧制力在8000KN。
实施例10
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢厚度为1.4mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1，力学性能见表2。
本实施例一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序，中包温度1510℃，连铸拉速为1.4m/min；
（2）加热工序：采用步进式加热炉加热，连铸坯的加热段均热温度为1350℃，总加热时间为210min；
（3）热轧工序：精轧终轧温度为910℃，卷取温度为680℃；
（4）冷轧工序：冷轧压下率为62%；
（5）连续退火工序：均热温度为780℃，保温时间170s；先缓冷至720℃，缓冷冷却速率16℃/s；再快冷至370℃，快冷冷却速率45℃/s，过时效段温度345℃，终冷温度140℃；
（6）平整工序：采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.50%，轧制力在6000KN。
表1 实施例1-10带钢的化学成分组成及质量百分含量（%）
Figure DEST_PATH_IMAGE002
上述实施例的成分组成中，其余为铁和不可避免的杂质。
表2 实施例1－10带钢的力学性能
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表3 实施例1－10带钢的冷轧带钢组织（%）
Figure DEST_PATH_IMAGE006
上述实施例的组织成分组成中，其余为铁素体。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢，其特征在于，所述带钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.08～0.09%，Mn：1.5～1.8%，S≤0.005%，P≤0.020%，Si：0.15～0.32%，Als：0.10～0.60%，Cr：0.20～0.50%，Nb：0.020～0.060%，Ti：0.010～0.080%，Ni：0.10～0.45%，Mo：0.010～0.035%，B：0.0010～0.0050%，其余为Fe和不可清除的杂质；
所述冷轧带钢抗拉强度≥1200MPa、屈服强度Rp0.2：900～1100MPa、伸长率A50≥8%、扩孔率：20～24%；
所述冷轧带钢组织由铁素体+马氏体+贝氏体+残余奥氏体组成，其中马氏体占体积的25～30%，贝氏体占体积的3～6%，残余奥氏体占体积的11～12%，其余为铁素体；
所述高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法，包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序；所述连续退火，均热温度为780～840℃，保温时间100～200s；先缓冷至680～720℃，缓冷冷却速率10～20℃/s；再快冷至340～400℃，快冷冷却速率40～70℃/s，过时效段温度320～380℃，终冷温度50～150℃。
2.根据权利要求1所述的一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢，其特征在于，所述冷轧带钢厚度为1.0～2.5mm。
3.基于权利要求1或2所述的一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火和平整工序；所述连续退火，均热温度为780～840℃，保温时间100～200s；先缓冷至680～720℃，缓冷冷却速率10～20℃/s；再快冷至340～400℃，快冷冷却速率40～70℃/s，过时效段温度320～380℃，终冷温度50～150℃。
4.根据权利要求3所述的一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，中包温度1510～1530℃，拉速为1.2～1.4m/min。
5.根据权利要求3所述的一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法，其特征在于，所述加热工序，加热温度为1290～1370℃，总加热时间为180～260min。
6.根据权利要求3-5任意一项所述的一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，精轧终轧温度为860～920℃，卷取温度为640～680℃。
7.根据权利要求3-5任意一项所述的一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法，其特征在于，所述冷轧工序，冷轧压下率≥50%。
8.根据权利要求3-5任意一项所述的一种高拉延高扩孔1200MPa级冷轧带钢的生产方法，其特征在于，所述平整工序，采用恒延伸率控制模式，平整机延伸率为0.4～0.9%，轧制力在6000～8000kN。
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