CN113718168A - 一种高强度冷轧钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度冷轧钢板，其在钢板的厚度方向上从外向内依次包括：还原铁层、内氧化层(Si氧化物及Si、Mn复合氧化物之中的一种或几种形成的致密颗粒)、脱碳层和基体。还原铁层不含有Si、Mn的氧化物；内氧化层含有Si的氧化物以及Si、Mn复合氧化物之中一种或几种形成的致密颗粒。本发明公开了该高强度冷轧钢板制造方法，包括步骤：(1)冶炼和连铸(2)热轧(3)酸洗和冷轧(4)连续退火：在800～920℃退火，保温30～200s，后以3～10℃/s冷速缓冷至680～750℃，获得一定比例的铁素体；以50～1000℃/s的冷却速度快冷至220～320℃，使奥氏体部分转变为马氏体；再将加热至360～460℃，保温100～500s，最后冷却至室温；其中加热段和保温段气氛采用N₂+H₂混合气体，H₂的体积百分比含量为0.5‑20％。

Description

一种高强度冷轧钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种金属材料及其制造方法，尤其涉及一种冷轧钢板及其制造方法。

背景技术

随着汽车行业的迅速发展，行业对于车身轻量化要求的不断提高，相应地，先进高强度钢在车身上的应用比例开始逐渐增大。先进高强钢不仅具有相变诱导塑性(TRIP)效应，还需要在保持高强度的同时，具有优良的成形性。这种高强钢是目前最具综合竞争力的车身轻量化用材。

在汽车行业追求车身轻量化的同时，生产过程中节能减排的环保要求也给汽车行业带来更大挑战。在涂装环节，前处理、电泳、面漆、清漆等主题单元都面临更严格的污染物排放限值。在前处理工序，脱脂-水洗-表调-磷化是目前应用最广泛的磷化工艺，但该技术使用较多含Zn、Ni离子和磷酸盐、亚硝酸盐的试剂，耗能大，废渣多，排放物易污染水体。以脱脂-水洗-锆化/硅烷为代表的新型绿色前处理工艺，因其具有处理时间短，能耗低，成渣少，不含磷、镍、亚硝酸盐等有害物质，工艺管理简单等优点，逐渐替代磷化工艺，成为涂装前处理的首选。

新型绿色前处理工艺与传统磷化工艺相比，因为缺少表调环节，水洗后至锆化/硅烷处理前，钢板裸露在湿空气中，更易发生锈蚀行为；而锆化/硅烷处理后的钢板表面皮膜很薄，只有磷化皮膜的1/20～1/50，覆盖能力弱，因此对钢板的表面质量也提出了更高要求。

为提高先进高强钢的强度和成形性，钢中添加Mn、Si元素被公认为是有效的方法。在退火过程中，Si、Mn等元素会在钢板表面富集形成氧化物，这些氧化物与钢板基体形成原电池反应，在潮湿的空气中极易发生锈蚀。因此，这类钢板在新型绿色前处理工艺中，水洗后发生锈蚀，导致锆化/硅烷化处理不良，严重影响和制约着材料的使用。因此，有必要开发一种在新型绿色前处理工艺下具有优良耐蚀性的高强度高成形性冷轧钢板。

公开号为CN10910441B，公开日为2013年4月24日，名称为“一种具有优异可加工性的高强度冷轧钢板和镀锌钢板及制造其的方法”的中国专利文献公开了一种高强度钢板，其成分按重量百分比计为：C：0.04～0.25％，N：70-300ppm，N-14/27Al≥70ppm，Mn：0.2～3.0％,Si：0.5～2.0％，P：0.01～0.1％，Al≤0.005％，Sb：0.001～0.05％，S≤0.02％，余量为Fe及其他不可避免杂质。其组织为70％或更多的铁素体，其余为贝氏体和奥氏体复合结构。其冷轧钢板制造工艺为：钢坯加热至1100～1250℃，在Ar3-950℃温度下终轧，在450～700℃卷取，酸洗冷轧后在750～830℃温度下进行退火，退火在满足等式G＝G⁰+RTLn(P_H2/P_H2O)的还原性气氛下进行。需要指出的是，在该专利文献所公开的技术方案中退火露点控制在-10℃及以下，无法有效抑制Si氧化物在钢板表面的富集，加入Sb改善钢板表面质量，增大了制造成本。

公开号为CN10413644A，公开日为2014年11月5日，名称为“含Si高强度冷轧钢板及其制造方法以及汽车构件”的中国专利文献公开了一种抗拉强度在780MPa以上的含Si高强冷轧钢板及制造方法，其成分按重量百分比计为：C：0.02～0.3％，Si：0.8～2.0％，Mn：1.0～5.0％，Si/Mn大于0.4，余量为Fe和不可避免的杂质构成，钢板表面的金属组织中含有Si浓度为3.0％以下、粒径为10μm以下的多边形铁素体和/或贝氏体铁素体，并且钢板表面不具有含Si的氧化物层。其制造方法为：对满足成分的钢坯加热，在850～940℃终轧，400～570℃卷取，冷轧，在760～830℃均热，以10℃/s以上的速度快冷至300～500℃，然后使用硝酸和/或氢氟酸与盐酸混合而成的酸洗液，对连续退火形成的钢板表层部分的含Si氧化物层进行强酸洗而除去。需要指出的是，在该专利文献所公开的技术方案中，使用硝酸/氢氟酸对钢板进行酸洗，将使高强度钢板的延迟开裂性能变差，而且不利于环保，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种高强度冷轧钢板，该高强度冷轧钢板的抗拉强度≥980MPa，均匀延伸率≥13％，断裂延伸率≥20％，具有优良耐蚀性和成形性，钢板因表层不再形成原电池的电化学反应，可以满足新型绿色前处理工艺对钢板的耐蚀性要求。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高强度冷轧钢板，其在钢板的厚度方向上从外向内依次包括：还原铁层、内氧化层、脱碳层和基体；其中所述还原铁层不含有Si、Mn的氧化物；所述内氧化层含有Si的氧化物以及Si、Mn复合氧化物之中的一种或几种所形成的致密颗粒。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，按照钢板的单面计，所述内氧化层的厚度为1-5μm。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，按照钢板的单面计，所述脱碳层厚度为10-30μm。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，其含有质量百分比如下的下述化学元素：

C：0.15～0.25％；

Si：1.00～2.00％；

Mn：1.50～2.50％；

Al：0.03～0.80％；

并且Al和Si元素还满足Al+Si≤2.00％。式中Al和Si均表示相应元素的质量百分含量。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，其各化学元素质量百分比为：

C：0.15～0.25％；

Si：1.00～2.00％；

Mn：1.50～2.50％；

Al：0.03～0.80％；

余量为Fe和其他不可避免的杂质；

其中Al和Si元素还满足Al+Si≤2.00％。式中Al和Si均表示相应元素的质量百分含量。

在本发明所述的技术方案中，采用了普通碳硅锰钢成分设计，充分利用了C、Si、Mn、Al元素对材料相变的影响规律，在保证高强度的同时得到优良的成形性。各化学元素的设计原理具体如下所述：

C：在本发明所述的高强度冷轧钢板中，C在奥氏体中的溶解度远高于其在铁素体中的溶解度，可延长奥氏体转变前的孕育期，降低Ms温度。需要说明的是，钢中C的质量百分比越高，残余奥氏体的分数越多，在淬火-配分工艺的配分阶段，C在残余奥氏体中的富集程度越高，有利于增强残余奥氏体稳定性，产生TRIP效应，提高材料延展性。此外，C也是钢中最基本的固溶强化元素。但需要注意的是，钢中C的质量百分比过高会降低钢的焊接性，当钢中的C的质量百分比超过0.25％时，淬火后容易出现较多孪晶，会增加裂纹敏感性。因此在本发明所述的高强度冷轧钢板中控制C的质量百分比在0.15～0.25％之间。

在一些优选的实施方式中，C的质量百分比可以控制在0.17-0.23％之间。

Si：在本发明所述的高强度冷轧钢板中，Si在碳化物中的溶解度极小，在配分处理过程中可以强烈抑制渗碳体形成，促进碳向残余奥氏体中富集，提高残余奥氏体的稳定性。但是需要注意的是，Si的质量百分比过高会降低钢的高温塑性，增大热轧缺陷发生率。因此，在本发明所述的高强度冷轧钢板中控制Si的质量百分比在1.00～2.00％之间。

在一些优选的实施方式中，Si的质量百分比可以控制在1.1-1.8％之间。

Mn：在本发明所述的高强度冷轧钢板中，Mn不仅能扩大奥氏体相区，降低Ac3、Ms和Mf点，提高奥氏体稳定性和钢的淬透性，降低临界转变速率，有利于残余奥氏体保存至室温，同时，Mn在钢中还能起到固溶强化效果。但是需要注意的是，钢中Mn的质量百分比过高，会加剧晶粒粗化趋势，降低钢的塑性和韧性，恶化耐腐蚀性能和焊接性能。而若钢中Mn的质量百分比过低，由于偏析会导致低冷速下产生铁素体、珠光体带状组织。因此，在本发明所述的高强度冷轧钢板中控制Mn的质量百分比在1.50～2.50％之间。

在一些优选的实施方式中，Mn的质量百分比可以控制在1.7-2.3％之间。

Al：在本发明所述的高强度冷轧钢板中，Al以固溶态存在时，能增加层错，抑制渗碳体析出和γ到马氏体转变，提高奥氏体稳定性。并且Al可以与C、N形成细小弥散分布的难溶质点，可以细化晶粒。钢中加入适当的Al元素可降低Si元素的加入量，但是Al的强化效果弱于Si，稳定奥氏体的能力也较Si弱，添加量不宜过高，钢中Al添加量过高，容易形成大量氧化物夹杂，不利于炼钢连铸。因此，在本发明所述的高强度冷轧钢板中控制Al的质量百分比在0.03～0.80％之间。

在一些优选的实施方式中，Al的质量百分比可以控制在0.03～0.50％之间。

在本发明的化学成分设计中，在控制单一元素含量的同时，还控制Al和Si元素的质量百分含量满足Al+Si≤2.00％。控制这一技术特征是因为：适量的Al和Si既能保证一定的强化效果，促进配分过程中残余奥氏体的稳定化，又不会造成连铸性能的恶化以及热轧表面红铁皮、内氧化等表面缺陷的增多。

在一些优选的实施方式中，可以控制Al和Si元素满足Al+Si≤1.8％。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，其各化学元素质量百分含量满足下述各项的至少其中之一：

C：0.17-0.23％，

Si：1.1-1.8％，

Mn：1.7-2.3％，

Al：0.03～0.50％；

Al和Si元素满足Al+Si≤1.8％。式中Al和Si均表示相应元素的质量百分含量。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，其还含有下列各元素的至少其中之一：

0＜Nb≤0.05％；

0＜Ti≤0.05％；

0＜B≤0.001％。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，其中Nb、Ti、B元素含量满足下述各项的至少其中之一：

0＜Nb≤0.025％；

0＜Ti≤0.02％；

0＜B≤0.0008％。

在本发明所述的技术方案中，本发明所述的高强度冷轧钢板中还可以含有少量的Nb、Ti和B，从而提高钢的性能。其中，Nb、Ti元素可以与C形成细小的碳化物，促进组织细化，但是此类细小碳化物的形成不利于C向残余奥氏体中富集与残余奥氏体的稳定化。再例如：B的主要作用是提高钢的淬透性，B容易在奥氏体晶界偏聚，延缓奥氏体向铁素体转变，钢中加入少量即可起到明显作用，B含量过高会引起钢强度升高，不利于得到良好塑形，因此，在本发明所述的高强度冷轧钢板中控制B的质量百分比为0＜B≤0.001％，控制Nb的质量百分比为0＜Nb≤0.05％，控制Ti的质量百分比为0＜Ti≤0.05％。

相应地，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，本发明中B的质量百分比可以控制为0＜B≤0.0008％，Nb的质量百分比可以控制为0＜Nb≤0.025％，Ti的质量百分比可以控制为0＜Ti≤0.02％。

此外，Nb、Ti和B元素的加入会增加材料的成本，综合考虑到性能与成本控制，在本发明所述的技术方案中，可以优选地添加上述元素的至少其中之一。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，在其他不可避免的杂质中：P≤0.020％，S≤0.012％，N≤0.008％。

上述技术方案中，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，P、S和N均是钢中不可避免的杂质元素。P元素虽然能起到固溶强化作用，抑制碳化物形成，有利于提高残余奥氏体的稳定性，但是若钢中P的质量百分比过高，则会弱化晶界，增大材料脆性，恶化焊接性能，也就是说P的正面作用弱于其负面作用。相应地，钢中N的质量百分比过高会给炼钢、连铸带来困难，不利于夹杂物控制，钢中P、S和N杂质元素含量过高，会大大影响钢的性能。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，其微观组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体；其中铁素体的相比例为25％～45％，马氏体的相比例为40％～60％。

在本发明所述的技术方案中，高强度冷轧钢板的微观组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体，在变形过程中，一定量的残余奥氏体可以发生TRIP效应转变为马氏体，从而可以有效保证钢板具有优异的抗拉强度和优良的成形性能。此外，需要说明的是，铁素体作为软相，保证其在组织中的比例，可以使钢板的成形性进一步提高。

进一步地，在本发明所述的高强度冷轧钢板中，其性能满足下述各项的至少其中之一：抗拉强度≥980MPa，均匀延伸率≥13％，断裂延伸率≥20％。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种高强度冷轧钢板的制造方法，该制造方法通过控制退火过程的温度和气氛，使采用该制造方法制得的高强度冷轧钢板具有优良的耐腐蚀性能，特别是在新型绿色前处理工艺下具有优良的耐腐蚀性能。

为了实现上述目的，本发明提出了上述的高强度冷轧钢板的制造方法，包括步骤：

(1)冶炼和连铸；

(2)热轧；

(3)酸洗和冷轧；

(4)连续退火：在800～920℃退火，保温30～200s，然后以3～10℃/s的冷速缓冷至680～750℃，以获得一定比例的铁素体；再以50～1000℃/s的冷却速度快冷至220～320℃，使奥氏体部分转变为马氏体；然后再将加热至360～460℃，保温100～500s，最后冷却至室温；其中加热段和保温段的气氛采用N₂+H₂混合气体，其中H₂的体积百分比含量为0.5-20％。

在本发明所述的高强度冷轧钢板的制造方法中，在所述步骤(4)中，控制退火温度可以形成均匀化的奥氏体组织或奥氏体+铁素体组织，保证随后快冷过程中形成的残余奥氏体数量及其稳定性。以3～10℃/s的冷速缓冷至680～750℃，可以进一步调整组织中铁素体的含量，提高材料的塑形。之后以50～1000℃/s的速度冷却至220～320℃(即介于Ms与Mf温度之间)，此时，奥氏体部分转变为马氏体，保证钢具有较高的强度。再加热至360～460℃并保温100～500s，可以使碳在马氏体和奥氏体中发生配分，形成一定量富碳的残余奥氏体，稳定保持到室温，由于TRIP效应，可以显著提高钢的加工硬化能力和成形性，得到延展性优异的高强度钢板。

为了得到更优的实施效果，在一些优选的实施方式中，在步骤(4)的连续退火过程中，可以控制温度为820～870℃进行退火，保温60～150s，然后可以以3～10℃/s的冷速缓冷至700～720℃，以获得一定比例的铁素体，再以≥50℃/s的冷却速度快冷至240～280℃使奥氏体部分转变为马氏体；快冷后可以再加热至390～420℃，控制保温180～300s，最后冷却至室温。其中，可以控制连续退火炉中的还原性气氛N₂+H₂混合气体中的H₂的体积百分比含量为10～15％。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(2)中，将板坯加热到1180-1300℃，保温60-240min，控制终轧温度为880-950℃，控制卷取温度为400-600℃。

在本发明所述的高强度冷轧钢板的制造方法中，在所述步骤(2)中，控制板坯加热温度为1180-1300℃是因为：板坯的加热温度过高，板坯内晶粒组织粗大导致其热加工性能降低，板坯过烧引起表面严重脱碳；而若板坯的加热温度过低，板坯经高压水除鳞和初轧后，精轧和卷取温度过低，会造成坯料变形抗力过大，不利于热轧顺行和板形控制。相应地，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，板坯加热温度可以控制在1210-1270℃之间。

在步骤(2)中，板坯加热后可以保温，若保温时间过短，板坯内部温度与组织无法均匀；当保温时间过长时，板坯晶粒粗化严重且表面严重脱碳，因此，控制保温时间为60-240min。

此外，在所述步骤(2)中，终轧温度过低，变形抗力较大，不利于板形控制。因此，在本发明所述的高强度冷轧钢板的制造方法中控制终轧温度为880-950℃。在一些优选的实施方式中，终轧温度可以控制在890-950℃之间。

另外，在所述步骤(2)中，卷取温度过低，热卷强度较高，会导致酸洗开卷与冷轧变形抗力增大；而若卷取温度过高，热卷表面氧化皮厚度会增大且容易出现Si、Mn元素的内氧化，导致酸洗难度大、效果差。因此，在本发明的制造方法中控制卷取温度为400-600℃。相应地，在一些优选的实施方式中，卷取温度可以控制在500～570℃之间。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(3)中，控制酸洗速度为80-200m/min，并且/或者控制冷轧压下量为40％-70％。

在本发明所述的高强度冷轧钢板的制造方法中，在所述步骤(3)中，酸洗过程中酸洗速度过慢，会影响生产效率；而若酸洗速度过快，则钢卷表面氧化皮去除不干净，易形成表面缺陷。因此，在本发明的制造方法中控制酸洗速度为80-200m/min。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(4)中，退火气氛的氧分压P_O2、氢分压P_H2、以及退火温度T满足如下关系：

当露点DP满足-15≤DP≤0℃时，0.212-13088/T≤(1/2log₁₀P_O2+log₁₀P_H2)≤0.78-13088/T；

当露点DP满足0＜DP≤10℃时，0.78-13088/T＜(1/2log₁₀P_O2+log₁₀P_H2)≤1.09-13088/T；

其中，氧分压P_O2单位为atm²，氢分压P_H2单位为atm²，退火温度T单位为K，在计算时，K(开尔文)＝DP(℃)+273.15。

上述方案中，在所述步骤(4)中，在不同退火露点DP时，通过控制氧分压P_O2与氢分压P_H2的关系，可以使退火气氛保持为对铁氧化物的还原性、对硅、锰的氧化性，使硅、锰氧化物以一定厚度富集在钢板次表层，钢板最表层则不含硅、锰氧化物，从而形成从最表层到基体的四层结构分布：最表层为还原铁层(不含Si、Mn氧化物)、内氧化层(Si氧化物及Si、Mn复合氧化物之中的一种或几种形成的致密颗粒)、脱碳层、基体。内氧化层的厚度为1-5μm，脱碳层厚度为10-30μm。

此外，需要说明的是，当(1/2log₁₀P_O2+log₁₀P_H2)＜(0.212-13088/T)时，退火气氛不足以对Fe氧化物形成还原性，但对Si、Mn仍具有氧化性，基体中的Si、Mn会向钢板最表面富集并形成氧化物颗粒，钢板在潮湿空气中就会诱发原电池反应产生锈蚀。而当(1/2log₁₀P_O2+log₁₀P_H2)＞(1.09-13088/T)时，退火气氛中氧势太高，O原子向基体扩散能力加大，形成的内氧化层与脱碳层过厚，会降低钢板的强度。

本发明所述的高强度冷轧钢板及其制造方法相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：

(1)本发明所述的高强度冷轧钢板具有优良耐腐蚀性和成形性，本发明以碳硅锰铝为基础成分，通过成分和退火工艺的配比，获得了抗拉强度≥980MPa，均匀延伸率≥13％，断裂延伸率≥20％的冷轧高强钢，其微观组织为相比例为25％～45％的铁素体+相比例为40％～60％的马氏体+残余奥氏体，具有优良耐蚀性和成形性。

(2)本发明通过调整退火气氛，使其形成对铁氧化物的还原性、对Si和Mn的氧化性，从而得到具有还原铁层、内氧化层、脱碳层、基体的四层结构的钢板，并且内氧化层的厚度为1-5μm，脱碳层厚度为10-30μm。

(3)本发明可在现有高强钢连续退火生产线上完成，在汽车安全结构件中将具有较好的应用前景，特别适合于制造形状复杂、对成形性能要求高的车辆结构件和安全件，如A/B柱、纵梁、车门防撞杆、保险杠等，同时可满足新型绿色前处理工艺对钢板的耐腐蚀性要求。

附图说明

图1示意性地显示了本发明所述的高强度冷轧钢板的四层结构示意图。

图2为实施例7的高强度冷轧钢板的EBSD微观组织图。

图3显示了实施例7的高强度冷轧钢板的内氧化层。

图4显示了实施例7的高强度冷轧钢板的脱碳层。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例和说明书附图对本发明所述的高强度冷轧钢板及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

实施例1-30以及对比例1-2

表1列出了实施例1-30的高强度冷轧钢板和对比例1-2钢板对应的钢种中各化学元素质量百分比。

表1.(wt％，余量为Fe和其他除了P、S以及N以外的不可避免的杂质)

本发明所述实施例1-30的高强度冷轧钢板和对比例1-2的钢板均采用以下步骤制得：

(1)冶炼和连铸；

(2)热轧：将板坯加热到1180-1300℃，保温60-240min，控制终轧温度为880-950℃，控制卷取温度为400-600℃；

(3)酸洗和冷轧：热轧卷开卷后进行酸洗及冷轧，控制酸洗速度为80-200m/min，控制冷轧压下量为40％-70％；

(4)连续退火：在800～920℃退火，保温30～200s，然后以3～10℃/s的冷速缓冷至680～750℃，以获得一定比例的铁素体；再以50～1000℃/s的冷却速度快冷至220～320℃，使奥氏体部分转变为马氏体；然后再将加热至360～460℃，保温100～500s，最后冷却至室温；其中加热段和保温段的气氛采用N₂+H₂混合气体，其中H₂的体积百分比含量为0.5-20％。

退火气氛的氧分压P_O2、氢分压P_H2、露点DP(Dew Point)及退火温度T需满足如下关系：

当露点DP满足-15≤DP≤0℃时，0.212-13088/T≤(1/2log₁₀P_O2+log₁₀P_H2)≤0.78-13088/T；

当露点DP满足0＜DP≤10℃时，0.78-13088/T＜(1/2log₁₀P_O2+log₁₀P_H2)≤1.09-13088/T；

其中，氧分压P_O2单位为atm²，氢分压P_H2单位为atm²，退火温度T单位为K，在计算时，K(开尔文)＝DP(℃)+273.15。

表2-1、表2-2和表2-3列出了实施例1-30的高强度冷轧钢板和对比例1-2钢板的具体工艺参数。

表2-1.

表2-2.

表2-3.

将实施例1-30的高强度冷轧钢板和对比例1-2钢板进行各项性能测试，所得的测试结果列于表3中。

表3列出了实施例1-30的高强度冷轧钢板和对比例1-2钢板的各项性能测试结果。

表3.

由表3可看出，本发明实施例1-30的屈服强度为600～850MPa，抗拉强度均≥980MPa，均匀延伸率均≥13％，断裂延伸率均为≥20％，内氧化层厚度在1-5μm之间，脱碳层厚度在10-30μm之间，微观组织为25％～45％的铁素体+40％～60％的马氏体+残余奥氏体。各实施例的高强度冷轧钢板的各项性能十分优异，具有优良耐腐蚀性和成形性，应用在汽车安全结构件中具有较好的应用前景。

图1示意性地显示了本发明所述的高强度冷轧钢板单侧的四层结构示意图。需要说明的是，基体的另一侧(图中未示出的下方)也同样具有C、B、A层。

如图1所示，本发明所述的高强度冷轧钢板可以包括：A、B、C、D共同组成的四层结构。其中，A表示高强度冷轧钢板的还原铁层，B表示高强度冷轧钢板的内氧化层，C表示高强度冷轧钢板中的脱碳层，D表示位于高强度冷轧钢板芯部的基体。其中，内氧化层B含有Si的氧化物以及Si、Mn复合氧化物之中的一种或几种所形成的致密颗粒。

图2为实施例7的高强度冷轧钢板的EBSD微观组织图。

图3显示了实施例7的高强度冷轧钢板的内氧化层。

图4显示了实施例7的高强度冷轧钢板的脱碳层。

结合图2、图3和图4可以看出，实施例7的高强度冷轧钢板的微观组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体，其中，铁素体的相比例为25％～45％，马氏体的相比例为40％～60％，内氧化层厚度为1-5μm，脱碳层厚度为10-30μm。

需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种高强度冷轧钢板，其特征在于，其在钢板的厚度方向上从外向内依次包括：还原铁层、内氧化层、脱碳层和基体；其中所述还原铁层不含有Si、Mn的氧化物；所述内氧化层含有Si的氧化物以及Si、Mn复合氧化物之中的一种或几种所形成的致密颗粒。

2.如权利要求1所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，按照钢板的单面计，所述内氧化层的厚度为1-5μm。

3.如权利要求1所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，按照钢板的单面计，所述脱碳层厚度为10-30μm。

4.如权利要求1所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其含有质量百分比如下的下述化学元素：

C：0.15～0.25％；

Si：1.00～2.00％；

Mn：1.50～2.50％；

Al：0.03～0.80％；

并且Al和Si元素还满足Al+Si≤2.00％。

5.如权利要求1所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：

C：0.15～0.25％；

Si：1.00～2.00％；

Mn：1.50～2.50％；

Al：0.03～0.80％；

余量为Fe和其他不可避免的杂质；

其中Al和Si元素还满足Al+Si≤2.00％。

6.如权利要求4或5所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其各化学元素质量百分含量满足下述各项的至少其中之一：

C：0.17-0.23％，

Si：1.1-1.8％，

Mn：1.7-2.3％，

Al：0.03～0.50％；

Al和Si元素满足Al+Si≤1.8％。

7.如权利要求4或5所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其还含有下列各元素的至少其中之一：

0＜Nb≤0.05％；

0＜Ti≤0.05％；

0＜B≤0.001％。

8.如权利要求7所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其中Nb、Ti、B元素含量满足下述各项的至少其中之一：

0＜Nb≤0.025％；

0＜Ti≤0.02％；

0＜B≤0.0008％。

9.如权利要求5所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，在其他不可避免的杂质中：P≤0.020％，S≤0.012％，N≤0.008％。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其微观组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体；其中铁素体的相比例为25％～45％，马氏体的相比例为40％～60％。

11.如权利要求1-9中任意一项所述的高强度冷轧钢板，其特征在于，其性能满足下述各项的至少其中之一：抗拉强度≥980MPa，均匀延伸率≥13％，断裂延伸率≥20％。

12.一种如权利要求1-11中任意一项所述的高强度冷轧钢板的制造方法，其特征在于，包括步骤：

(1)冶炼和连铸；

(2)热轧；

(3)酸洗和冷轧；

(4)连续退火：在800～920℃退火，保温30～200s，然后以3～10℃/s的冷速缓冷至680～750℃，以获得一定比例的铁素体；再以50～1000℃/s的冷却速度快冷至220～320℃，使奥氏体部分转变为马氏体；然后再将加热至360～460℃，保温100～500s，最后冷却至室温；其中加热段和保温段的气氛采用N₂+H₂混合气体，其中H₂的体积百分比含量为0.5-20％。

13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，将板坯加热到1180-1300℃，保温60-240min，控制终轧温度为880-950℃，控制卷取温度为400-600℃。

14.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，控制酸洗速度为80-200m/min，并且/或者控制冷轧压下量为40％-70％。

15.如权利要求12-14中任意一项所述的制造方法，其特征在于，在步骤(4)中，退火气氛的氧分压P_O2、氢分压P_H2、以及退火温度T满足如下关系：

当露点DP满足-15≤DP≤0℃时，0.212-13088/T≤(1/2log10P_O2+log10P_H2)≤0.78-13088/T；

当露点DP满足0＜DP≤10℃时，0.78-13088/T＜(1/2log10P_O2+log10P_H2)≤1.09-13088/T；

其中，氧分压P_O2单位为atm²，氢分压P_H2单位为atm²，退火温度T单位为K。

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