CN114214559B - 热轧钢板材料及其制造方法和制品 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种热轧钢板材料及其制造方法和制品，以质量百分含量计，该热轧钢板材料具有以下所示的化学组成：碳：0.05％～0.08％、硅：0.15％以下、锰：1.50％～1.70％、磷：0.012％以下、硫：0.002％以下、铌：0.045％～0.065％、钛：0.10％～0.14％、氮：0.004％以下、酸溶铝：0.01％～0.06％，以及余量的铁和杂质；其中，钛含量[％钛]、铌含量[％铌]、氮含量[％氮]和硫含量[％硫]满足以下关系：[％钛]+1.8[％铌]‑3.4[％氮]‑3[％硫]≥0.20％。该热轧钢板材料易加工处理，且加工制品时，开裂率低。

Description

热轧钢板材料及其制造方法和制品
技术领域
本申请涉及热轧钢板技术领域，具体涉及一种热轧钢板材料及其制造方法和包含该热轧钢板材料的制品。
背景技术
随着汽车工业轻量化技术不断革新，各种新材料也随之不断涌现出来，商用车材料已大批量使用700MPa级产品。然而对于某些成型要求复杂的零件，所使用材料的最高强度仅为600MPa级，如油箱托架等。
商用车油箱托架需托付重达约380kg的油箱，并经受路面的颠簸起伏，因此人们对油箱托架的强度、刚度以及耐疲劳性能都提出了很高的要求。然而油箱托架结构复杂，整体呈“L”型，截面又呈“几”字型。采用700MPa级材料进行成型时，开裂率高达30％以上。随着国家对商用车法律法规加严以及对双碳目标的践行，商用车行业急需兼顾高强度及高成型性能产品。
发明内容
本申请提供了一种热轧钢板材料及其制造方法和制品，该热轧钢板材料易加工处理，且加工制品时，开裂率低。
第一方面，本申请提供了一种热轧钢板材料，以质量百分含量计，具有以下所示的化学组成：
碳：0.05％～0.08％；
硅：0.15％以下，优选0.06％～0.14％；
锰：1.50％～1.70％；
磷：0.012％以下，优选0.008％～0.011％；
硫：0.002％以下，优选0.001％～0.0017％；
铌：0.045％～0.065％；
钛：0.10％～0.14％；
氮：0.004％以下，优选0.0025％～0.0038％；
酸溶铝：0.01％～0.06％，以及
余量的铁和杂质；
其中，钛含量[％Ti]、铌含量[％Nb]、氮含量[％N]和硫含量[％S]满足以下关系：
[％Ti]+1.8[％Nb]-3.4[％N]-3[％S]≥0.20％。
本申请的技术方案中，通过合理选择化学组成成分及含量，尤其是合理控制热轧钢板材料中的硫(S)和氮(N)的含量，降低硫化锰(MnS)、氮化钛(TiN)等夹杂物的形成，以提高热轧钢板材料的成型性能的同时，还降低了制品开裂的风险。因此，本申请提供的热轧钢板材料易加工处理，且制造制品时，开裂率低。
在本申请的一些实施例中，所述热轧钢板材料的金相组织包括贝氏体和铁素体，其中，所述贝氏体的含量不小于所述铁素体的含量。
在本申请的一些实施例中，所述热轧钢板材料的屈服强度在600MPa以下；
抗拉强度在650MPa以下；
延伸率在25％以上。
第二方面，本申请提供了一种热轧钢板材料的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：
提供铸坯，所述铸坯具有上述任一项实施例中所述的化学组成；
将所述铸坯进行加热处理；
将所述加热后的铸坯进行轧制，得到钢带，其中，所述轧制的终轧温度为860℃～900℃；
将所述钢带以第一段冷却速率R1＝v1+k1×a1/2冷却至温度T冷，并在温度T冷下冷却t冷＝6+t2×(740－T冷)，随后以第二段冷却速率R2＝v2+k2×a1/2冷却至室温，并于400℃～500℃以下进行卷取，得到所述热轧钢板材料；
其中，R1表示第一段冷却速率，单位为℃/s；
v1为60℃/s～80℃/s；
a表示热轧钢板材料的厚度，单位mm；
k1表示第一段冷却速率的修正系数，k1为11.6℃/s·mm1/2；
T冷表示空冷温度，其值为680℃～740℃；
t冷表示冷却时间，单位为s；
t2表示冷却时间的修正系数，t2为0.029s/℃；
R2表示第二段冷却速率，单位为℃/s；
v2为60℃/s～80℃/s；
k2表示第二段冷却速率的修正系数，k2为9.8℃/s·mm1/2。
本申请的技术方案中，该制造方法工艺简单，并采用低温卷取得到材料强度低、延伸率高的热轧钢板材料，从而使其易加工成型，且开裂率低。
在本申请的一些实施例中，所述提供铸坯，包括：
提供具有上述实施例中所述的化学组成的原材料；
对所述原材料依次进行冶炼、精炼及连铸处理，得到铸坯，其中，所述转炉终点硫含量控制在0.01％以下，精炼硅-钙处理过程中的钙和硫的质量比为1.0～3.0；所述精炼处理的后期过程中钢渣的铁和氧化锰的总含量控制在0.5％以下，二元碱度R值控制在5.0以上，且硫含量控制在0.002％以下；
可选的，在所述铸坯的连铸处理过程中，所述铸坯芯部以30℃/min～35℃/min的速率冷却。
在本申请的一些实施例中，所述加热处理包括预热段、第二加热段和均热段，其中，所述第二加热段和所述均热段的温度均为T加热；
所述第二加热段和所述均热段的保温时间为t加热总时间＝t－t1×(T加热－1250)；
其中，T加热为1250℃～1320℃；
t加热总时间表示为第二加热段和均热段的保温时间，单位为min；
t为72min～78min；
t1表示为第二加热段和均热段的修正系数，t1为0.214min/℃。
在本申请的一些实施例中，所述将所述加热后的铸坯进行轧制，得到钢带，包括：
将所述加热后的铸坯依次进行粗轧、热卷和精轧处理，其中，所述粗轧结束温度为1070℃～1120℃，所述热卷的温度为1050℃～1100℃，所述精轧以6.0m/s～9.5m/s的速率均速轧制，所述精轧结束温度为860℃～900℃。
第三方面，本申请还提供了一种制品，所述制品由上述任一项实施例中所述的热轧钢板材料制成。
本申请的技术方案中，制品的强度高，且生产成本低。
在本申请的一些实施例中，在所述制品材料的金相组织中，粒径在20nm以下的第二相粒子在总的第二相粒子的百分数为30％～35％；
可选的，所述制品的屈服强度在700MPa以上；
可选的，所述制品的抗拉强度在750MPa以上；
可选的，所述制品的延伸率在20％以上；
可选的，所述制品的成型开裂率在2％以下。
第四方面，本申请还提供了一种上述任一项实施例中所述的制品的制造方法，包括如下步骤：
提供上述任一项实施例中所述的热轧钢板材料或根据上述任一项实施例中所述的热轧钢板材料的制造方法得到热轧钢板材料；
对所述热轧钢板材料进行冷加工成型处理，得到半成品；
对所述半成品进行热处理，得到所述制品，其中，所述热处理的温度为560℃～600℃，并在560℃～600℃下保温32min～38min。。
本申请的技术方案中，通过对强度低、延伸率高的热轧钢板材料进行冷加工成型处理后，再进行热处理来提高制品的力学性能，从而获得力学性能优异的制品。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请一些实施例提供的热轧钢板材料的金相组织结构图；
图2为本申请一些实施例提供的热轧钢板材料中第二相粒子的示意图；
图3为本申请一些实施例提供的油箱托架的钢板材料中第二相粒子的示意图；
图4为本申请一些实施例提供的油箱托架的示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
本说明书中各实施例或实施方案采用递进的方案描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方案结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本申请提供了一种热轧钢板材料，以质量百分含量计，具有以下所示的化学组成：
C：0.05％～0.08％；
Si：0.15％以下，优选0.06％～0.14％；
Mn：1.50％～1.70％；
P：0.012％以下，优选0.008％～0.011％；
S：0.002％以下，优选0.001％～0.0017％；
Nb：0.045％～0.065％、
Ti：0.10％～0.14％、
N：0.004％以下，优选0.0025％～0.0038％；
Als：0.01％～0.06％，以及
余量的Fe和杂质；
其中，钛含量[％Ti]、铌含量[％Nb]、氮含量[％N]和硫含量[％S]满足以下关系：
[％Ti]+1.8[％Nb]-3.4[％N]-3[％S]≥0.20％。
以下对本申请技术方案中的化学组成及含量进行详细的说明。
(C：0.05％～0.08％)
C是决定材料强度、硬度的重要元素，特别是钢的屈服强度和抗拉强度。但C含量高于0.08％时，会影响成型和焊接性能。因此，在本申请的技术方案中，C含量设置在0.05％～0.08％范围内。
在本申请的一些实施例中，C含量还可以设置在0.051％～0.079％。
(Si：0.15％以下)
Si是一种固溶强化元素，能够提高钢板材料的强度和硬度。另外，钢带进入两相区空冷使，会使碳原子加速向奥氏体中扩散，增加奥氏体的稳定性，并且还对铁素体具有净化作用，以提高铁素体的纯净度。但当Si含量高于0.15％时，它会提高轧钢过程中氧化铁皮的附着力，恶化热轧板表面质量。因此，在本申请的技术方案中，作为脱氧剂的Si，其含量设置在0.15％以下。
在本申请的一些实施例中，Si含量设置在0.06％～0.14％的范围内。
(Mn：1.50％～1.70％)
Mn属于置换型元素，起到固溶强化的作用；可扩大奥氏体区，降低钢的临界淬火速度，增加奥氏体的稳定性，并且还能够细化晶粒，延缓奥氏体向珠光体的转变。因此，在本申请的技术方案中，Mn含量设置在1.50％～1.70％范围内。
在本申请的一些实施例中，Mn含量还可以设置在1.51％～1.68％。
(P：0.012％以下)和(S：0.002％以下)
P和S作为钢中有害夹杂，对钢的冷成型性能和低温韧性、焊接性及抗疲劳裂纹扩展特性具有巨大的影响。发明人基于降低生产成本和提高产品质量出发，在本申请的技术方案中，将P含量设置在0.012％以下和S含量设置在0.002％的以下，使P和S对成型性能的影响降到尽可能低的水平。
在本申请的一些实施例中，P含量还可以设置在0.008％～0.011％范围内；而S含量可以设置在0.001％～0.0017％。
(Nb：0.045％～0.065％)
Nb通过晶粒细化来同时提高钢材料的强度和韧性，即便微量的Nb也会对钢材料的强度产生较大的影响。此外，Nb还可以通过析出强化来提高钢板的韧性。由于Nb的价格昂贵，发明人基于降低生产成本考虑，在本申请的技术方案中，将Nb的含量设置在0.045％～0.065％。
在本申请的一些实施例中，Nb含量可以设置在0.047％～0.063％范围内。
(Ti：0.10％～0.14％)
Ti的作用与Nb的作用相差不多，可以通过晶粒细化来同时提高钢材料的强度和韧性，也可以通过析出强化来增强钢板材料的韧性。由于Ti的性价比较高，因此，在本申请的技术方案中，添加微量Nb的同时，还加入了Ti，并且将Ti的含量设置在0.10％～0.14％。
在本申请的一些实施例中，Ti含量可以设置在0.113％～0.138％。
(N：0.004％以下)
N的含量控制在合适的范围内可以降低生成氮化铝(AlN)夹杂的风险。因此，在本申请的技术方案中，N含量设置在0.004％以下。
在本申请的一些实施例中，N含量可以设置在0.0025％～0.0038％范围内。
(Als：0.01％～0.06％)
Als在钢板材料的制造过程中起到脱氧的作用，而且还可以提高钢水的纯净度。因此，在本申请的技术方案中，Als含量设置在0.01％～0.06％范围内。
在本申请的一些实施例中，Als含量可以设置在0.015％～0.058％范围内。
在本申请的一些实施例中，热轧钢板材料的金相组织包括贝氏体和铁素体，贝氏体为具有中间硬度的组织，使钢的强度提高；铁素体为软质的组织，能够通过与其他硬质的组织混合来实现低屈服比，此处的屈服比是指屈服强度与抗拉强度的比值。在本实施例中，贝氏体的含量不小于铁素体的含量，如图1中所示，这样能够使本申请的钢板材料具有合适的屈服强度、拉伸强度和韧性。
在本申请的一些实施例中，含有上述成分的热轧钢板材料，其厚度为2.0mm～4.0mm。并且经检测，该热轧钢板材料的屈服强度ReL≤600MPa，抗拉强度Rm≤650MPa，延伸率A≥25％。
本申请的技术方案中，通过合理选择化学组成成分及含量，尤其是合理控制热轧钢板材料中的硫(S)和氮(N)的含量，降低硫化锰(MnS)、氮化钛(TiN)等夹杂物的形成，以提高热轧钢板材料的成型性能的同时，还降低了制品开裂的风险。因此，本申请提供的热轧钢板材料易加工处理，且制造制品时，开裂率低。
以下对本申请提供的热轧钢板材料的制造方法进行详细的说明。
本申请提供了一种热轧钢板材料的制造方法，该制造方法包括如下步骤：
S10：提供铸坯，该铸坯具有上述任一实施例中的化学组成，其中，化学组成如下：C：0.05％～0.08％；Si：0.15％以下，优选0.06％～0.14％；Mn：1.50％～1.70％；P：0.012％以下，优选0.008％～0.011％；S：0.002％以下，优选0.001％～0.0017％；Nb：0.045％～0.065％；Ti：0.10％～0.14％；N：0.004％以下，优选0.0025％～0.0038％；Als：0.01％～0.06％，以及余量的Fe和杂质；其中，钛含量[％Ti]、铌含量[％Nb]、氮含量[％N]和硫含量[％S]满足以下关系：[％Ti]+1.8[％Nb]-3.4[％N]-3[％S]≥0.20％，可保证后续热处理过程中具有足够量的第二相析出粒子。
S20：将上述铸坯进行加热处理；
S30：将加热后的铸坯进行轧制，得到钢带，其中，轧制的终轧温度为860℃～900℃；
S40：将钢带以第一段冷却速率R1＝v1+k1×a1/2冷却至温度T冷，并在温度T冷下冷却t冷＝6+t2×(740－T冷)，随后以第二段冷却速率R2＝v2+k2×a1/2冷却至室温，并于400℃～500℃以下进行卷取，得到热轧钢板材料；
其中，R1表示第一段冷却速率，单位为℃/s；
v1为60℃/s～80℃/s；
a表示热轧钢板材料的厚度，单位mm；
k1表示第一段冷却速率的修正系数，k1为11.6℃/s·mm1/2；
T冷表示空冷温度，其值为680℃～740℃；
t冷表示冷却时间，单位为s；
t2表示冷却时间的修正系数，t2为0.029s/℃；
R2表示第二段冷却速率，单位为℃/s；
v2为60℃/s～80℃/s；
k2表示第二段冷却速率的修正系数，k2为9.8℃/s·mm1/2。
在本申请的一些实施例中，S10具体包括如下步骤：
S11：提供具有上述任一实施例中的化学组成的原材料，原材料的化学组成如下：C：0.05％～0.08％；Si：0.15％以下，优选0.06％～0.14％；Mn：1.50％～1.70％；P：0.012％以下，优选0.008％～0.011％；S：0.002％以下，优选0.001％～0.0017％；Nb：0.045％～0.065％；Ti：0.10％～0.14％；N：0.004％以下，优选0.0025％～0.0038％；Als：0.01％～0.06％，以及余量的Fe和杂质，其中，钛含量[％Ti]、铌含量[％Nb]、氮含量[％N]和硫含量[％S]满足以下关系：[％Ti]+1.8[％Nb]-3.4[％N]-3[％S]≥0.20％；
S12：对原材料依次进行冶炼、精炼及连铸处理，得到铸坯。
根据上述原材料进行冶炼，精炼，其中，转炉终点硫含量控制在0.01％以下，精炼硅-钙处理过程中的钙和硫的质量比为1.0～3.0，钙处理前5min至钙处理后8min进行软吹；精炼处理的后期过程中钢渣的铁和氧化锰的总含量控制在0.5％以下，二元碱度R值控制在5.0以上，且硫含量控制在0.002％以下。
在上述一些实施例中，精炼处理中采用Si-Ca处理不仅可以纯化钢液，而且还对钢中的硫化物进行变性处理，使硫化物变成不可变形的、稳定细小的球状硫化物，从而有利于提高制品的成型性能。此外，控制S含量在0.002％以下，可以降低钢中MnS的形成，极大的减少成型过程中扩孔开裂的风险。
在连铸的处理过程中，连铸坯厚度为210mm～230mm，电磁搅拌采用正反向交替搅拌模式，交替时间为45s～65s，电磁搅拌电流为350A～5000A，电磁搅拌频率为15Hz～20Hz，该模式能够使连铸器中的钢液混合均匀，降低凝固末期元素的偏析含量，从而降低中心偏析。此外，连铸过程采用强冷冷却模式，即铸坯芯部冷速增加至30℃/min～35℃/min。
在本申请的一些实施例中，由于钢板材料中加入了一定量的Nb和Ti，因此，S20步骤中的加热温度控制在1250℃～1320℃范围内，这样能够有利于提高析出强化效果。
具体的，S20中的加热处理包括预热段、第二加热段和均热段，其中，第二加热段和均热段的温度均为T加热，第二加热段和均热段的保温时间为t加热总时间＝t－t1×(T加热－1250)，其中，T加热为1250℃～1320℃；t加热总时间表示为第二加热段和均热段的保温时间，单位为min；t为72min～78min；t1表示为第二加热段和均热段的修正系数，t1为0.214min/℃。
在上述一些实施例中，设计合理的加热温度和保温时间，可以确保Nb和Ti充分固溶，进一步有利于提高析出强化效果。
在本申请的一些实施例中，S30具体包括如下步骤：将加热后的铸坯依次进行粗轧、热卷和精轧处理，得到钢带。
其中，粗轧结束温度为1070℃～1120℃。热卷处理采用热卷箱进行，其热卷的温度为1050℃～1100℃，在此过程中，调整中间坯的头尾顺序，可减少轧钢过程中坯体的温降，有利于薄规格带钢轧制。在精轧过程中采用匀速轧制，这样使生产过程简单且可控，并且有利于提高冷却工艺的命中率。此外，精轧的结束温度控制在860℃～900℃范围内，并且以6.0m/s～9.5m/s的速率均速轧制，该匀速轧制与热卷处理的配合可以有利于后续的两段式冷却。
在本申请的S40步骤中，适当的第一段冷却速率，可以使在未结晶区所轧制的形变奥氏体尽可能的保留下来，并转变成晶粒细小的铁素体组织。若第一段冷却速率过高，会使钢带内产生过大内应力，从而导致钢板的板型出现问题。因此，第一段冷却速率满足以下关系：R1＝v1+k1×a1/2，其中，R1表示第一段冷却速率，单位为℃/s；v1为60℃/s～80℃/s；a表示热轧钢板材料的厚度，单位mm；k1表示第一段冷却速率的修正系数，k1为11.6℃/s·mm1/2。
此外，在S40步骤中，若空冷温度过低，无法得到铁素体组织；若空冷温度过高，晶粒会长大，且会得到珠光体组织。因此，空冷温度T冷控制在680℃～740℃范围内。
进一步地，在S40步骤中，若冷却时间t冷过长，会促进粗大的第二相粒子析出，不利于后续制品热处理环节中≤20nm第二相粒子的析出；若冷却时间太短，则无法生成铁素体或铁素体含量不够，导致屈服强度过高。因此，需要合理匹配空冷温度T冷和冷却时间t冷。在本申请的实施例中，t冷＝6+t2×(740－T冷)，其中，t2表示冷却时间的修正系数，t2为0.029s/℃；T冷为680℃～740℃。
更进一步地，在S40步骤中，第二段冷却可以防止未转变的奥氏体组织生成珠光体。第一段冷却和第二段冷却均采取快冷，且冷却时间较短，奥氏体组织来不及长大，得到的产品中晶粒细小，且分布均匀，从而提高了钢板的成型性能。因此，第二段冷却速率R2＝v2+k2×a1/2，其中，R2表示第二段冷却速率，单位为℃/s；v2为60℃/s～80℃/s；k2表示第二段冷却速率的修正系数，k2为9.8℃/s·mm1/2。
另外，在S40步骤中，卷取温度设置在400℃～500℃范围内，这样可以使空冷后未转变的奥氏体全部转变成贝氏体组织，防止生成马氏体或珠光体。若生成马氏体组织，则得到的铁素体和马氏体双相组织在零件延伸凸缘过程中易开裂；若生成珠光体组织，则极大的消耗了钢中C元素，不利于后续热处理中第二相碳化物粒子的析出强化。
本申请的技术方案中，该制造方法工艺简单，并采用低温卷取得到材料强度低、延伸率高的热轧钢板材料，从而使其易加工成型，且开裂率低。
本申请还提供了一种制品，该制品由上述实施例中的热轧钢板材料制成，因此，本申请提供的制品的强度高，且生产成本低。
在本申请的一些实施例中，对上述制品材料的金相组织进行检测，如图3所示，粒径在20nm以下的第二相粒子在总的第二相粒子的百分数为30％～35％，该粒径范围内的第二相粒子可使制品具有较高的析出强化效果。
具备上述优异力学性能制品可以被广泛应用于汽车工业中。在本申请的一些实施例中，制品可以为油箱托架。
进一步地，制品材料的屈服强度ReL≥700MPa，抗拉强度Rm≥750MPa，延伸率A≥20％，并且制品的成型开裂率在2％以下。
基于上述实施例的制品，本申请还提供了一种该制品的制造方法，该制造方法包括如下步骤：
S50：提供上述任一项实施例中的热轧钢板材料或根据上述任一项实施例中的热轧钢板材料的制造方法得到热轧钢板材料；
S60：对上述热轧钢板材料进行冷加工成型处理，得到半成品；
S70：对上述半成品进行热处理，得到制品。
本申请的技术方案中，通过对强度低、延伸率高的热轧钢板材料进行冷加工成型处理后，再进行热处理来提高制品的力学性能，从而获得力学性能优异、开裂率低的制品。
在本申请的一些实施例中，步骤S70中热处理的温度为560℃～600℃，并在560℃～600℃下保温32min～38min。
通过图2和图3对比可知，采用上述热处理条件，可使卷取后未析出的第二相粒子充分析出，促进析出强化效果，使钢板材料的抗拉强度显著提高，从而实现制品高强减薄。
以下，通过实施例更详细地说明本申请的热轧钢板材料和制品的制造方法，但本申请丝毫不限于这些实施例。
以下实施例和对比例中，在各种条件下制造本申请实施方式的热轧钢板材料和制品，并对得到的热轧钢板材料和制品的力学性能进行了检测，其中，力学性能按照GB/T228.1-2010中的试验方法要求，各实施例和对比例制得的产品的性能检测结果见表3。
首先，采用连铸法制造了具有表1所示化学组成的铸体。接着，由这些铸体根据表2所示加热、轧制、冷却和卷取条件，制造了厚度为2.0mm-4.0mm的热轧钢板材料。
表1
C Si Mn P S Nb Ti N Als
实施例1 0.051 0.06 1.68 0.010 0.0011 0.047 0.138 0.0032 0.015
实施例2 0.055 0.12 1.65 0.009 0.0010 0.049 0.134 0.0028 0.052
实施例3 0.062 0.14 1.62 0.011 0.0015 0.051 0.130 0.0038 0.047
实施例4 0.066 0.09 1.58 0.008 0.0017 0.055 0.128 0.0031 0.044
实施例5 0.070 0.10 1.55 0.011 0.0012 0.056 0.125 0.0025 0.058
实施例6 0.073 0.11 1.52 0.010 0.0014 0.058 0.121 0.0029 0.032
实施例7 0.079 0.07 1.51 0.009 0.0012 0.060 0.116 0.0030 0.028
实施例8 0.053 0.08 1.65 0.011 0.0014 0.063 0.113 0.0036 0.022
实施例9 0.064 0.10 1.61 0.010 0.0009 0.053 0.128 0.0027 0.039
对比例1 0.073 0.11 1.52 0.010 0.0014 0.058 0.121 0.0029 0.032
对比例2 0.073 0.11 1.52 0.010 0.0014 0.058 0.121 0.0029 0.032
对比例3 0.073 0.11 1.52 0.010 0.0014 0.058 0.121 0.0029 0.032
注：C表示碳的质量含量，单位为％；
Si表示硅的质量含量，单位为％；
Mn表示锰的质量含量，单位为％；
P表示磷的质量含量，单位为％；
S表硫的质量含量，单位为％；
Nb表示铌的质量含量，单位为％；
Ti表示钛的质量含量，单位为％；
N表示氮的质量含量，单位为％；
Als表示酸溶铝的质量含量，单位为％。
表2
T<sub>加热</sub> t<sub>加热总时间</sub> T<sub>粗轧</sub> T<sub>热卷</sub> T<sub>精轧</sub> R<sub>1</sub> T<sub>冷</sub> t<sub>冷</sub> R<sub>2</sub> T<sub>卷取</sub> T<sub>回火</sub> t<sub>回火</sub>
实施例1 1258 75 1075 1056 866 88 683 7.7 82 425 580 36
实施例2 1264 72 1081 1064 871 90 688 7.5 80 436 575 35
实施例3 1275 70 1072 1052 864 90 735 6.1 85 490 565 38
实施例4 1280 70 1116 1093 898 95 731 6.3 90 482 585 34
实施例5 1289 68 1109 1089 891 90 724 6.5 82 475 590 35
实施例6 1296 66 1080 1058 866 88 716 6.7 85 463 590 33
实施例7 1305 63 1083 1075 870 86 708 6.9 82 457 585 35
实施例8 1312 63 1090 1077 876 95 701 7.1 86 444 580 37
实施例9 1318 61 1096 1084 883 95 695 7.3 90 440 585 36
对比例1 1304 63 1102 1076 872 88 710 6.9 86 604 590 35
对比例2 1298 65 1094 1070 867 88 715 6.7 86 286 590 35
对比例3 1310 63 1088 1070 870 90 720 6.6 85 435 / /
注：T加热表示步骤S20中的加热温度，单位为℃；t加热总时间表示第二加热段和均热段的加热总时间，单位为min；
T粗轧表示为步骤S30中的粗轧结束温度，单位为℃；T热卷表示为步骤S30中热卷温度，单位为℃；T精轧表示为步骤S30中精轧结束温度，单位为℃；
R1表示为步骤S40中第一段冷却速率，单位为℃/s；T冷表示为步骤S40中空冷温度，单位为℃；t冷表示为步骤S40中冷却时间，单位为min；R2表示为步骤S40中第二段冷却速率，单位为℃/s；T卷取表示为步骤S40中卷取温度，单位为℃；
T回火表示为步骤S70中热处理过程中的热处理温度，单位为℃；t回火表示为步骤S70中热处理时间，单位为min。
表3
Figure BDA0003361292570000141
Figure BDA0003361292570000151
注：钢板材料厚度为a，单位为mm；
ReL表示屈服强度，单位为MPa；
Rm表示为抗拉强度，单位为MPa；
A表示为延伸率，单位为％；
开裂率的单位为％；
Rm的增值等于制品中的Rm值减去热轧钢板材料中的Rm，单位为MPa。
由表1、2、3可知，对比例1、2、3与实施例6成分相同。但对比例1在604℃下进行卷取，其析出强化效果明显，所制得的热轧钢板材料的抗拉强度高达777MPa，导致成型开裂率为32％；对比例2在286℃进行卷取，得到了马氏体和铁素体的双相组织，该组织不利于延伸凸缘，在成型过程中圆孔处开裂，开裂率高达38％。且热处理后，马氏体组织发生回火，其抗拉强度反而低于750MPa；对比例3未进行回火(相当于热处理)，开裂率虽然很低，但最终成品的抗拉强度仅为689MPa(其强度增量来源于加工硬化)，无法满足高强减薄的要求。
此外，在本申请提供的制品的制造方法中，成品合格率大大增加，减少了返修比例，提高了生产效率，综合生产成本得到极大改善。本申请提供的制品(图4中所示)不仅能够满足油箱托架的成型要求，还实现了高强减薄，使3.0mm的高强钢成功替代了4.0mm的610L，经7000km路试，油箱托架未发生变形和开裂，满足设计要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种热轧钢板材料的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：
提供铸坯；
将所述铸坯进行加热处理；
将所述加热后的铸坯进行轧制，得到钢带，其中，所述轧制的终轧温度为860℃～900℃；
将所述钢带以第一段冷却速率R1＝v1+k1×a1/2冷却至温度T冷，并在温度T冷下冷却t冷＝6+t2×(740－T冷)，随后以第二段冷却速率R2＝v2+k2×a1/2冷却至室温，并于400℃～500℃以下进行卷取，得到所述热轧钢板材料，
其中，R1表示第一段冷却速率，单位为℃/s；
v1为60℃/s～80℃/s；
a表示热轧钢板材料的厚度，单位mm；
k1表示第一段冷却速率的修正系数，k1为11.6℃/s·mm1/2；
T冷表示空冷温度，其值为680℃～740℃；
t冷表示冷却时间，单位为s；
t2表示冷却时间的修正系数，t2为0.029s/℃；
R2表示第二段冷却速率，单位为℃/s；
v2为60℃/s～80℃/s；
k2表示第二段冷却速率的修正系数，k2为9.8℃/s·mm1/2；
其中，所述提供铸坯包括：
提供具有如下化学组成的原材料：碳：0.05％～0.08％，硅：0.15％以下，锰：1.50％～1.70％，磷：0.012％以下，硫：0.002％以下，铌：0.045％～0.065％，钛：0.10％～0.14％，氮：0.004％以下，酸溶铝：0.01％～0.06％，以及余量的铁和杂质；其中，钛含量[％钛]、铌含量[％铌]、氮含量[％氮]和硫含量[％硫]满足以下关系：[％钛]+1.8[％铌]-3.4[％氮]-3[％硫]≥0.20％；
对所述原材料依次进行冶炼、精炼及连铸处理，得到铸坯，其中，转炉终点硫含量控制在0.01％以下，精炼硅-钙处理过程中的钙和硫的质量比为1.0～3.0；所述精炼处理的后期过程中钢渣的铁和氧化锰的总含量控制在0.5％以下，二元碱度R值控制在5.0以上，且硫含量控制在0.002％以下。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述原材料具有如下化学组成：碳：0.05％～0.08％，硅：0.06％～0.14％；锰：1.50％～1.70％，磷：0.008％～0.011％，硫：0.001％～0.0017％，铌：0.045％～0.065％，钛：0.10％～0.14％，氮：0.0025％～0.0038％，酸溶铝：0.01％～0.06％，以及余量的铁和杂质。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述热轧钢板材料的金相组织包括贝氏体和铁素体，其中，所述贝氏体的含量不小于所述铁素体的含量。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述热轧钢板材料的屈服强度在600MPa以下；
抗拉强度在650MPa以下；
延伸率在25％以上。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述铸坯的连铸处理过程中，所述铸坯芯部以30℃/min～35℃/min的速率冷却。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述加热处理包括预热段、第二加热段和均热段，其中，所述第二加热段和所述均热段的温度均为T加热；
所述第二加热段和所述均热段的保温时间为t加热总时间＝t－t1×(T加热－1250)；
其中，T加热为1250℃～1320℃；
t加热总时间表示为第二加热段和均热段的保温时间，单位为min；
t为72min～78min；
t1表示为第二加热段和均热段的修正系数，t1为0.214min/℃。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述将所述加热后的铸坯进行轧制，得到钢带，包括：
将所述加热后的铸坯依次进行粗轧、热卷和精轧处理，其中，所述粗轧结束温度为1070℃～1120℃，所述热卷的温度为1050℃～1100℃，所述精轧以6.0m/s～9.5m/s的速率均速轧制，所述精轧结束温度为860℃～900℃。
8.一种制品，其特征在于，所述制品由权利要求1-7中任一项所述的制造方法得到的热轧钢板材料制成，在所述制品材料的金相组织中，粒径在20nm以下的第二相粒子在总的第二相粒子的百分数为30％-35％。
9.根据权利要求8所述的制品，其特征在于，所述制品的屈服强度在700MPa以上。
10.根据权利要求8所述的制品，其特征在于，所述制品的抗拉强度在750MPa以上。
11.根据权利要求8所述的制品，其特征在于，所述制品的延伸率在20％以上。
12.根据权利要求8所述的制品，其特征在于，所述制品的成型开裂率在2％以下。
13.一种如权利要求8-12中任一项所述的制品的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据权利要求1-7中任一项所述的热轧钢板材料的制造方法得到热轧钢板材料；
对所述热轧钢板材料进行冷加工成型处理，得到半成品；
对所述半成品进行热处理，得到所述制品，其中，所述热处理的温度为560℃～600℃，并在560℃～600℃下保温32min～38min。
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