CN114959478B - 一种一钢多用的800MPa级复相钢及其调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一钢多用的800MPa级复相钢及其调控方法，其钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.12～0.15％，Si：0.6～0.8％，Mn：1.85～2.15％，Alt：0.7～0.9％，Cr：0.20～0.30％，Mo：0.15～0.30％，B：0.0015～0.0030％，并限制P≤0.005％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质，用于生产热轧800MPa级复相钢、冷轧800MPa级复相钢和热镀锌800MPa级复相钢。一种一钢多用的800MPa级复相钢调控方法，包括热轧800MPa级复相钢调控、冷轧800MPa级复相钢调控和热镀锌800MPa级复相钢调控；采用一种成分的钢坯，可同时制备出三种800MPa级复相钢，包括热轧800MPa级复相钢、冷轧800MPa级复相钢和热镀锌800MPa级复相钢，可满足汽车产业多零件、用户需求多元化、多规格以及小批量订货的特殊需求等特点。

Description

一种一钢多用的800MPa级复相钢及其调控方法
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，具体涉及一种一钢多用的800MPa级复相钢及其调控方法。
背景技术
为助力实现2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”的伟大目标，汽车行业依靠减重来满足节能减排、低碳化转型的需要，仍是当务之急。而钢铁产品由于其在轻量化、安全、成本、易于加工等多方面的显著优势，因此汽车主机及配套企业对高强钢的使用比例也在逐年递增，其中复相钢由于具有以下特点，所以备受汽车主机厂、配套厂及钢企相关研发人员的关注：其一，复相钢的多相显微组织特征可有效地提高材料的扩孔性能；其二，贝氏体基体的复相钢，由于其存在高密度的位错以及各相组织之间较小的强度差，使得拥有更优的扩孔翻边能力；其三，复相钢屈强比较高，相比较同级别的其它高强材料，变形抗力有所增强，特别适用于汽车安全零部件的制造。
然而汽车用复相钢产品存在的多零件、用户需求多元化、多规格以及小批量订货的特殊需求等特点，给钢铁企业在实际生产组织中带来诸多不便，主要表现在混浇坯降级改判率高、不同钢种及规格频繁过渡，导致复相钢产品的质量稳定性差。因此，探索低成本经济型、用户需求多元化、质量稳定的复相钢的工艺调控制备方法，不仅能够满足汽车产业多零件、用户需求多元化、多规格以及小批量订货的特殊需求等特点，而且也是钢铁企业提高竞争力的有效措施，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
从当前公开的相关专利来看，以上技术难题并未得到很好地解决。现有公开的技术，只是针对一种特定用途的800MPa级复相钢，进行调控方法、加工方法或制造方法的阐明。例如：专利号为CN 113549821 A提供了“一种低屈强比高扩孔率800MPa级热轧酸洗复相钢及其调控方法”，其抗拉强度＞800MPa，屈强比≤0.68，厚度规格≥1.8mm；专利号CN109554524 A提供了“一种冷轧生产780MPa级的CP钢工艺控制方法”，其抗拉强度≥780MPa，延伸率A80≥10％；专利号为CN 111041345 A公开了“一种800MPa级含钒低碳贝氏体复相钢及其调控方法”，抗拉强度≥800MPa，屈服强度≥700MPa，延伸率≥15％，-20℃纵向冲击功≥120J，用于石油管线、舰船、大型构件及海洋设施等方面；专利号CN 110306102 B公开了“一种表面质量优良的热轧酸洗复相钢及其制备方法”，厚度规格3.0～3.5mm，其延伸率≥17.5％；专利号为CN 111926247 A公开了“一种800MPa级冷轧热镀锌复相钢”，其厚度规格0.9～1.5mm，延伸率≥12.5％；专利号CN 113481436 A公开了“一种800MPa级热轧复相钢及其调控方法”，厚度为2.0～5.0mm，屈强比≤0.69。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一钢多用的800MPa级复相钢及其调控方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种一钢多用的800MPa级复相钢，其钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.12～0.15％，Si：0.6～0.8％，Mn：1.85～2.15％，Alt：0.7～0.9％，Cr：0.20～0.30％，Mo：0.15～0.30％，B：0.0015～0.0030％，并限制P≤0.005％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质，用于生产热轧800MPa级复相钢、冷轧800MPa级复相钢和热镀锌800MPa级复相钢。
一种一钢多用的800MPa级复相钢调控方法，包括热轧800MPa级复相钢调控、冷轧800MPa级复相钢调控和热镀锌800MPa级复相钢调控。
具体的是，所述热轧800MPa级复相钢调控包括以下步骤：
1)加热工序：将钢坯均热段温度设置为1200～1230℃，均热段时间约35min，总在炉时间约为240min；
2)热轧工序：粗轧累积压下率＞85.0％，粗轧出口温度为1050～1080℃，精轧累积压下率＞85.0％，精轧终轧温度860～880℃；
3)冷却工序：精轧结束后采取三阶段冷却工艺模式，其中第Ⅰ阶段冷却采取轧后前段超快速冷却模式，以≥30℃/s的冷速快速冷却至680～700℃；第Ⅱ阶段冷却采取空冷待温模式，冷却至640～660℃；第Ⅲ阶段冷却采取层流冷却模式，以≥25℃/s的冷速冷却至540～570℃；
4)卷取工序：将冷却至540～570℃温度的钢带卷取成钢卷，然后置入保温坑中，缓慢冷却至室温；
5)拉矫酸洗工序：将冷却后的钢带进行拉矫酸洗，以改善板形和保证带钢的表面质量，其中拉矫段的延伸率设置为0.8～1.2％；酸洗段为带张力酸洗，张力设置为30～40KN。
具体的是，所述冷轧800MPa级复相钢调控包括以下步骤：
1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1250℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为240min；
2)热轧工序：粗轧出口温度1080～1110℃，精轧终轧温度880～900℃；
3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至640～680℃，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；
4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用＞55.0％的压下量进行冷轧；
5)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度805±10℃，缓冷段结束温度685±5℃，快冷段结束温度420～440℃，过时效段温度400～420℃，终冷出炉温度≤155℃；
6)平整工序：将连续退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.3～0.5％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
具体的是，所述热镀锌800MPa级复相钢调控包括以下步骤：
1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1250℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为240min；
2)热轧工序：粗轧出口温度1080～1110℃，精轧终轧温度870～890℃；
3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至620～660℃，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；
4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用＞55.0％的压下量进行冷轧；
5)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，均热温度825±10℃，缓冷段结束温度705±5℃，快冷段结束温度465±5℃，冷却速率≥30℃/s，锌液温度465±5℃，出锌锅后采用移动风箱将镀锌钢带冷却到≤155℃；
6)光整工序：将热镀锌后的钢卷进行光整，光整延伸率控制在0.3～0.6％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
具体的是，所述热轧800MPa级复相钢，微观组织由约(20～40)％铁素体和(60～80)％贝氏体组成；其屈强比＞0.70，延伸率＞21.5％，扩孔率≥90％；适用于制造厚度规格≥1.8mm的汽车底盘结构件、安全件。
具体的是，所述冷轧800MPa级复相钢，微观组织由约(45～55)％铁素体、(35～50)％贝氏体和≥6％的残余奥氏体组成；其屈强比＞0.73，延伸率＞22.0％，扩孔率≥45％；适用于制造厚度规格0.8～2.0mm的汽车结构件和加强件。
具体的是，所述热镀锌800MPa级复相钢，微观组织由约(30～40)％铁素体、(55～65)％贝氏体和≥7％的残余奥氏体组成；其屈强比＞0.74，延伸率＞21.5％，扩孔率≥50％；适用于制造厚度规格0.8～2.0mm具有优良表面质量的汽车结构件和加强件。
本发明具有以下有益效果：采用一种成分的钢坯，可同时制备出三种800MPa级复相钢，包括热轧800MPa级复相钢、冷轧800MPa级复相钢和热镀锌800MPa级复相钢，可满足汽车产业多零件、用户需求多元化、多规格以及小批量订货的特殊需求等特点。
附图说明
图1为实施例2-I所制备的热轧800MPa级复相钢的典型微观扫描组织图。
图2为实施例2-II所制备的冷轧800MPa级复相钢的典型微观扫描组织图。
图3为实施例2-Ⅲ所制备的热镀锌800MPa级复相钢的典型微观扫描组织图。
具体实施方式
现在对本发明作进一步详细的说明。
通过采用一种成分的钢坯，可同时制备出三种800MPa级复相钢，包括热轧800MPa级复相钢、冷轧800MPa级复相钢和热镀锌800MPa级复相钢。
实施例1-3
实施例1-3中钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.12～0.15％，Si：0.6～0.8％，Mn：1.85～2.15％，Alt：0.7～0.9％，Cr：0.20～0.30％，Mo：0.15～0.30％，B：0.0015～0.0030％，并限制P≤0.005％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
具体实施例1～3中钢坯的出钢钢水化学成分如表1所示，钢坯厚度为230mm。
实施例 C Si Mn Alt Cr Mo B P S N O
1 0.12 0.80 2.15 0.84 0.30 0.24 0.0030 0.004 0.005 0.004 0.005
2 0.15 0.60 1.92 0.70 0.20 0.15 0.0021 0.005 0.003 0.003 0.004
3 0.13 0.74 1.85 0.90 0.24 0.30 0.0015 0.003 0.004 0.003 0.004
表1实施例的实际冶炼成分(质量百分比，％)
实施例1-3中一种一钢多用的800MPa级复相钢，具体的工艺调控方法，如下所述。
热轧800MPa级复相钢，其工艺调控方法为：
1)钢坯加热工序：将钢坯均热段温度设置为1200～1230℃，均热段时间约35min，总在炉时间约为240min；
2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；其中粗轧累积压下率＞85.0％，粗轧出口温度为1050～1080℃；精轧累积压下率＞85.0％，精轧终轧温度860～880℃；
3)冷却工序：精轧结束后采取三阶段冷却工艺模式。其中第Ⅰ阶段冷却采取轧后前段超快速冷却模式，以≥30℃/s的冷速快速冷却至680～700℃；第Ⅱ阶段冷却采取空冷待温模式，冷却至640～660℃；第Ⅲ阶段冷却采取层流冷却模式，以≥25℃/s的冷速冷却至540～570℃；
4)卷取工序：将冷却至540～570℃温度的钢带卷取成钢卷，然后置入保温坑中，缓慢冷却至室温；
5)拉矫酸洗工序：将冷却后的钢带进行拉矫—酸洗，以改善板形和保证带钢的表面质量。其中拉矫段的延伸率设置为0.8～1.2％；酸洗段为带张力酸洗，张力设置为30～40KN。
冷轧800MPa级复相钢，其工艺调控方法为：
1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1250℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为240min；
2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1080～1110℃，精轧终轧温度880～900℃；
3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至640～680℃，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；
4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用＞55.0％的压下量进行冷轧；
5)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度805±10℃，缓冷段结束温度685±5℃，快冷段结束温度420～440℃，过时效段温度400～420℃，终冷出炉温度≤155℃；
6)平整工序：将连续退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.3～0.5％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
热镀锌800MPa级复相钢，其工艺调控方法为：
1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1250℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为240min；
2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1080～1110℃，精轧终轧温度870～890℃；
3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至620～660℃，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；
4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用＞55.0％的压下量进行冷轧；
5)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，均热温度825±10℃，缓冷段结束温度705±5℃，快冷段结束温度465±5℃，冷却速率≥30℃/s；锌液温度465±5℃，出锌锅后采用移动风箱将镀锌钢带冷却到≤155℃；
6)光整工序：将热镀锌后的钢卷进行光整，光整延伸率控制在0.3～0.6％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
实施例1-3在实际生产中的具体控轧控冷工艺参数如表2～4所示，其中1-I、2-I、3-I为热轧800MPa级复相钢的工艺调控方法，1-II、2-II、3-II为冷轧800MPa级复相钢的工艺调控方法，1-Ⅲ、2-Ⅲ、3-Ⅲ为热镀锌800MPa级复相钢的工艺调控方法。
Figure BDA0003668795210000051
Figure BDA0003668795210000061
表2实施例1-3中热轧800MPa级复相钢的主要工艺控制参数
Figure BDA0003668795210000062
表3实施例1-3中冷轧800MPa级复相钢的主要工艺控制参数
Figure BDA0003668795210000063
表4实施例1-3中热镀锌800MPa级复相钢的主要工艺控制参数
对制备得到的800MPa级复相钢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5。
由微观组织分析及各相体积分数的测试分析计算结果可知，本发明实施例1-3中制备得到的热轧800MPa级复相钢，微观组织由约(20～40)％铁素体和(60～80)％贝氏体组成；冷轧800MPa级复相钢，微观组织由约(45～55)％铁素体、(35～50)％贝氏体和≥6％的残余奥氏体组成；热镀锌800MPa级复相钢，微观组织由约(30～40)％铁素体、(55～65)％贝氏体和≥7％的残余奥氏体组成。
Figure BDA0003668795210000064
Figure BDA0003668795210000071
表5实施例1-3制备的复相钢力学性能与显微组织体积分数
由力学性能测试结果分析可知，本发明实施例1-3中制备得到的热轧800MPa级复相钢，其屈强比＞0.70，延伸率＞21.5％，扩孔率≥90％，特别适用于制造厚度规格≥1.8mm的汽车底盘结构件、安全件等；冷轧800MPa级复相钢，其屈强比＞0.73，延伸率＞22.0％，扩孔率≥45％，特别适用于制造厚度规格0.8～2.0mm的汽车结构件和加强件；热镀锌800MPa级复相钢，其屈强比＞0.74，延伸率＞21.5％，扩孔率≥50％，特别适用于制造厚度规格0.8～2.0mm具有优良表面质量的汽车结构件和加强件。
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 (9)

1.一种一钢多用的800MPa级复相钢，其钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.12~0.15%，Si：0.6~0.8%，Mn：1.85~2.15%，Alt：0.7~0.9%，Cr：0.20~0.30%，Mo：0.15~0.30%，B：0.0015~0.0030%，并限制P≤0.005%，S≤0.005%，N≤0.005%，O≤0.005%，余量为Fe及其他不可避免的杂质，用于生产热轧800MPa级复相钢、冷轧800MPa级复相钢和热镀锌800MPa级复相钢；
所述热轧800MPa级复相钢，微观组织由20～40%铁素体和60～80%贝氏体组成，其屈强比＞0.70，延伸率＞21.5%，扩孔率≥90%，适用于制造厚度规格≥1.8mm的汽车底盘结构件、安全件。
2.根据权利要求1所述的一种一钢多用的800MPa级复相钢，其特征在于，所述冷轧800MPa级复相钢，微观组织由45～55%铁素体、35～50%贝氏体和≥6%的残余奥氏体组成；其屈强比＞0.73，延伸率＞22.0%，扩孔率≥45%，适用于制造厚度规格0.8～2.0mm的汽车结构件和加强件。
3.根据权利要求1所述的一种一钢多用的800MPa级复相钢，其特征在于，所述热镀锌800MPa级复相钢，微观组织由30～40%铁素体、55～65%贝氏体和≥7%的残余奥氏体组成，其屈强比＞0.74，延伸率＞21.5%，扩孔率≥50%，适用于制造厚度规格0.8～2.0mm具有优良表面质量的汽车结构件和加强件。
4.基于权利要求1-3任一所述的一种一钢多用的800MPa级复相钢调控方法，其特征在于，包括热轧800MPa级复相钢调控、冷轧800MPa级复相钢调控和热镀锌800MPa级复相钢调控；所述热轧800MPa级复相钢调控包括以下步骤：
1）加热工序：将钢坯均热段温度设置为1200～1230℃，均热段时间约35min，总在炉时间约为240min；
2）热轧工序：粗轧累积压下率＞85.0%，粗轧出口温度为1050～1080℃，精轧累积压下率＞85.0%，精轧终轧温度860～880℃；
3）冷却工序：精轧结束后采取三阶段冷却工艺模式，其中第Ⅰ阶段冷却采取轧后前段超快速冷却模式，以≥30℃/s的冷速快速冷却至680～700℃；第Ⅱ阶段冷却采取空冷待温模式，冷却至640～660℃；第Ⅲ阶段冷却采取层流冷却模式，以≥25℃/s的冷速冷却至540～570℃；
4）卷取工序：将冷却至540～570℃温度的钢带卷取成钢卷，然后置入保温坑中，缓慢冷却至室温；
5）拉矫酸洗工序：将冷却后的钢带进行拉矫酸洗，以改善板形和保证带钢的表面质量，其中拉矫段的延伸率设置为0.8～1.2%；酸洗段为带张力酸洗，张力设置为30～40KN。
5.根据权利要求4所述的一种一钢多用的800MPa级复相钢调控方法，其特征在于，所述冷轧800MPa级复相钢调控包括以下步骤：
1）加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1250℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为240min；
2）热轧工序：粗轧出口温度1080～1110℃，精轧终轧温度880～900℃；
3）冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至640～680℃，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；
4）酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用＞55.0%的压下量进行冷轧；
5）连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度805±10℃，缓冷段结束温度685±5℃，快冷段结束温度420～440℃，过时效段温度400～420℃，终冷出炉温度≤155℃；
6）平整工序：将连续退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.3～0.5%，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
6.根据权利要求4所述的一种一钢多用的800MPa级复相钢调控方法，其特征在于，所述热镀锌800MPa级复相钢调控包括以下步骤：
1）加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1250℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为240min；
2）热轧工序：粗轧出口温度1080～1110℃，精轧终轧温度870～890℃；
3）冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至620～660℃，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；
4）酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用＞55.0%的压下量进行冷轧；
5）热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，均热温度825±10℃，缓冷段结束温度705±5℃，快冷段结束温度465±5℃，冷却速率≥30℃/s，锌液温度465±5℃，出锌锅后采用移动风箱将镀锌钢带冷却到≤155℃；
6）光整工序：将热镀锌后的钢卷进行光整，光整延伸率控制在0.3～0.6%，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
7.根据权利要求4所述的一种一钢多用的800MPa级复相钢调控方法，其特征在于，所述热轧800MPa级复相钢，微观组织由20～40%铁素体和60～80%贝氏体组成；其屈强比＞0.70，延伸率＞21.5%，扩孔率≥90%；适用于制造厚度规格≥1.8mm的汽车底盘结构件、安全件。
8.根据权利要求5所述的一种一钢多用的800MPa级复相钢调控方法，其特征在于，所述冷轧800MPa级复相钢，微观组织由45～55%铁素体、35～50%贝氏体和≥6%的残余奥氏体组成；其屈强比＞0.73，延伸率＞22.0%，扩孔率≥45%；适用于制造厚度规格0.8～2.0mm的汽车结构件和加强件。
9.根据权利要求6所述的一种一钢多用的800MPa级复相钢调控方法，其特征在于，所述热镀锌800MPa级复相钢，微观组织由30～40%铁素体、55～65%贝氏体和≥7%的残余奥氏体组成；其屈强比＞0.74，延伸率＞21.5%，扩孔率≥50%；适用于制造厚度规格0.8～2.0mm具有优良表面质量的汽车结构件和加强件。
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