CN114959482B - 一种一钢多用的800MPa级双相钢及其调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一钢多用的800MPa级双相钢及其调控方法，其钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.09～0.12％，Si：0.7～0.9％，Mn：1.8～2.0％，Alt：0.8～1.0％，Cr：0.20～0.30％，Nb：0.03～0.05％，B：0.0015～0.0030％，P≤0.008％，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级铁素体/马氏体双相钢、热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢、冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢、冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢、热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢；一种一钢多用的800MPa级双相钢调控方法，包括热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢调控、热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢调控、冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢调控、冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢调控、热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢调控。

Description

一种一钢多用的800MPa级双相钢及其调控方法
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级双相钢及其调控方法。
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，其中双相钢产品的用量最为广泛。
然而汽车用双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，导致双相钢产品的质量稳定性差。
从当前公开的相关专利来看，现有公开的技术，只是针对一种特定用途的800MPa级双相钢，进行生产方法、加工方法或制造方法的阐明。例如：专利号为CN 109694985 B提供了“一种性能优良的800MPa级热轧双相钢板及其制造方法”；专利号为CN 106119698 A提供了“一种级热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢及其制造方法”；专利号为CN 112961965 A公开了“简易调控多级屈服强度冷轧DP780双相钢的生产方法”；专利号为CN 111206186 A公开了“一种抗拉强度为780MPa级高扩孔性能冷轧双相钢及其制备方法”；专利号为CN109097705 B公开了“一种800MPa级冷轧热镀锌双相钢及其生产方法”。
因此，探索低成本经济型、用户需求多元化、质量稳定的双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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一钢多用的800MPa级双相钢及其调控方法。
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级双相钢，其钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.09～0.12％，Si：0.7～0.9％，Mn：1.8～2.0％，Alt：0.8～1.0％，Cr：0.20～0.30％，Nb：0.03～0.05％，B：0.0015～0.0030％，P≤0.008％，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级铁素体/马氏体双相钢、热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢、冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢、冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢、热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢。
一种一钢多用的800MPa级双相钢调控方法，包括热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢调控、热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢调控、冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢调控、冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢调控、热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢调控。
具体的是，所述热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢调控，包括以下步骤：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1200～1230℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在865～885℃；
2)冷却工序：精轧结束后采取四阶段冷却工艺模式，第Ⅰ阶段冷却采取轧后前段快速冷却模式，以≥30℃/s的冷速快速冷却至690～720℃，第Ⅱ阶段冷却采取空冷待温模式，冷却至650～680℃，第Ⅲ阶段冷却采取层流快冷模式，以≥35℃/s的冷速冷却至260～310℃进行卷取，第Ⅳ阶段采取缓慢冷却模式，将钢卷置入保温坑中，经过≥72h后缓慢冷却至室温；
3)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0.6～1.0％，酸洗段为带张力酸洗，张力设置为30～40KN。
具体的是，所述热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢调控，包括以下步骤：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1200～1230℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在880～900℃；
2)冷却工序：精轧结束后采取三阶段冷却工艺模式，第Ⅰ阶段冷却采取轧后前段快速冷却模式，以≥30℃/s的冷速快速冷却至710～730℃，第Ⅱ阶段冷却采取空冷待温模式，冷却至680～700℃，第Ⅲ阶段冷却采取层流快冷模式，以≥35℃/s的冷速冷却至430～460℃进行卷取。
3)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0.8～1.0％；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级铁素体/马氏体双相钢调控，包括以下步骤：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1230～1250℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥80.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在870～890℃，采用层流冷却至640±20℃进行卷取；
2)酸轧工序：酸洗上述钢带以去除表面氧化物，冷轧累积变形量为50～65％；
3)连续退火工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度800±10℃，缓冷段结束温度690±5℃，快冷段结束温度280～300℃，过时效段温度260～290℃，终冷出炉温度≤155℃；
4)平整工序：将退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.3～0.5％，然后卷取得到成品钢卷。
具体的是，所述冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢调控，包括以下步骤：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1230～1250℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥80.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在880～900℃，采用层流冷却至560±20℃进行卷取；
2)酸轧工序：酸洗上述钢带以去除表面氧化物，冷轧累积变形量为55～65％；
3)连续退火工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度820±10℃，缓冷段结束温度685±5℃，快冷段结束温度480～510℃，过时效段温度460～490℃，终冷出炉温度≤155℃；
4)平整工序：将退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.4～0.6％，然后卷取得到成品钢卷。
具体的是，所述热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢调控，包括以下步骤：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1230～1250℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥80.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在870～890℃；然后采用层流冷却至550±20℃进行卷取；
2)酸轧工序：酸洗上述钢带以去除表面氧化物，冷轧累积变形量为55～65％；
3)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，将预氧化室管道温度预热至720～730℃，压缩空气流量≥40m3/h，循环风机流量≥340m3/h，炉鼻子露点≤-35℃，均热段露点≤-35℃，以保障热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的表面质量，均热温度815±5℃，缓冷段结束温度715±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℃；
4)光整工序：将退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.4～0.6％，然后卷取得到成品钢卷。
具体的是，所述热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其微观组织由70～85％铁素体和15～30％马氏体组成；热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其微观组织由35～55％铁素体和45～65％贝氏体组成；冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其微观组织由70～80％铁素体和20～30％马氏体组成；冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其微观组织由35～55％铁素体和45～65％贝氏体组成；热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其微观组织由30～55％铁素体和45～70％贝氏体组成。
具体的是，所述热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其屈强比＜0.60，延伸率＞22％，适用于制造厚度规格≥1.8mm的汽车底盘结构件、安全件；热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其屈强比＞0.71，延伸率＞20.5％，扩孔率≥55％，适用于制造厚度规格≥1.8mm并且有翻边和扩孔要求的汽车结构件、加强件、安全件；冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其屈强比＜0.60，延伸率＞24％，适用于制造厚度规格≤2.0mm的汽车结构件、安全件；冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其屈强比＞0.70，延伸率≥22％，扩孔率≥54％，适用于制造厚度规格≤2.0mm并且有翻边和扩孔要求的汽车结构件、加强件、安全件；热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其屈强比＞0.70，延伸率≥21.5％，扩孔率≥55％，适用于制造具有优良表面质量的厚度规格≤2.0mm并且有翻边和扩孔要求的汽车结构件、加强件、安全件。
本发明具有以下有益效果：采用一种成分的钢坯，可同时制备出热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢、热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢、冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢、冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢、热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢；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级铁素体/马氏体双相钢经Lepera试剂腐蚀后的典型微观组织图；
图2为实施例2-II所制备的热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的典型微观扫描组织图；
图3为实施例2-Ⅲ所制备的冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢经Lepera试剂腐蚀后的典型微观组织图；
图4为实施例2-Ⅳ所制备的冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的典型微观扫描组织图；
图5为实施例2-Ⅴ所制备的热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的典型微观扫描组织图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
通过采用一种成分的钢坯，可同时制备出热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢、热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢、冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢、冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢、热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢。
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：0.09～0.12％，Si：0.7～0.9％，Mn：1.8～2.0％，Alt：0.8～1.0％，Cr：0.20～0.30％，Nb：0.03～0.05％，B：0.0015～0.0030％，并限制P≤0.008％，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 Nb B P S N O
1 0.12 0.7 1.8 0.9 0.25 0.04 0.0020 0.007 0.003 0.005 0.002
2 0.10 0.7 2.0 0.8 0.20 0.05 0.0015 0.008 0.005 0.004 0.005
3 0.09 0.9 1.8 1.0 0.30 0.03 0.0030 0.006 0.005 0.003 0.003
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级双相钢，具体的工艺调控方法，如下所述。
热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其工艺调控方法为：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1200～1230℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在865～885℃。
2)冷却工序：精轧结束后采取四阶段冷却工艺模式。其中第Ⅰ阶段冷却采取轧后前段快速冷却模式，以≥30℃/s的冷速快速冷却至690～720℃；第Ⅱ阶段冷却采取空冷待温模式，冷却至650～680℃；第Ⅲ阶段冷却采取层流快冷模式，以≥35℃/s的冷速冷却至260～310℃进行卷取；第Ⅳ阶段采取缓慢冷却模式，将钢卷置入保温坑中，经过≥72h后缓慢冷却至室温。
3)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0.6～1.0％；酸洗段为带张力酸洗，张力设置为30～40KN。
热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其工艺调控方法为：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1200～1230℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在880～900℃。
2)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快速冷却模式，以≥30℃/s的冷速快速冷却至710～730℃；第Ⅱ阶段冷却采取空冷待温模式，冷却至680～700℃；第Ⅲ阶段冷却采取层流快冷模式，以≥35℃/s的冷速冷却至430～460℃进行卷取。
3)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0.8～1.0％；酸洗段为带张力酸洗，张力设置为30～40KN。
冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其工艺调控方法为：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1230～1250℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥80.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在870～890℃；然后采用层流冷却至640±20℃进行卷取。
2)酸轧工序：酸洗上述带钢以去除表面氧化物，冷轧累积变形量为50～65％。
3)连续退火工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度800±10℃，缓冷段结束温度690±5℃，快冷段结束温度280～300℃，过时效段温度260～290℃，终冷出炉温度≤155℃。
4)平整工序：将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。
冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其工艺调控方法为：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1230～1250℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥80.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在880～900℃；然后采用层流冷却至560±20℃进行卷取。
2)酸轧工序：酸洗上述带钢以去除表面氧化物，冷轧累积变形量为55～65％。
3)连续退火工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度820±10℃，缓冷段结束温度685±5℃，快冷段结束温度480～510℃，过时效段温度460～490℃，终冷出炉温度≤155℃。
4)平整工序：将退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.4～0.6％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其工艺调控方法为：
1)热轧工序：钢坯加热温度为1230～1250℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥80.0％，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0％，终轧温度控制在870～890℃；然后采用层流冷却至550±20℃进行卷取。
2)酸轧工序：酸洗上述带钢以去除表面氧化物，冷轧累积变形量为55～65％。
3)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，将预氧化室管道温度预热至720～730℃，压缩空气流量≥40m3/h，循环风机流量≥340m3/h，炉鼻子露点≤-35℃，均热段露点≤-35℃，以保障热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的表面质量。均热温度815±5℃，缓冷段结束温度715±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℃。
4)光整工序：将退火后的钢卷进行平整，平整延伸率控制在0.4～0.6％，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2～6所示，其中1-I、2-I、3-I为热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢的工艺调控方法，1-II、2-II、3-II为热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的工艺调控方法，1-Ⅲ、2-Ⅲ、3-Ⅲ为冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢的工艺调控方法，1-Ⅳ、2-Ⅳ、3-Ⅳ为冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的工艺调控方法，1-Ⅴ、2-Ⅴ、3-Ⅴ为热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的工艺调控方法。
Figure BDA0003672087980000061
Figure BDA0003672087980000071
表2实施例1-3中热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢的主要工艺控制参数
Figure BDA0003672087980000072
表3实施例1-3中热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的主要工艺控制参数
Figure BDA0003672087980000073
表4实施例1-3中冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢的主要工艺控制参数
Figure BDA0003672087980000074
表5实施例1-3中冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的主要工艺控制参数
Figure BDA0003672087980000075
表6实施例1-3中热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢的主要工艺控制参数
对制备得到的800MPa级双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7。
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级铁素体/马氏体双相钢，微观组织由约(70～85)％铁素体和(15～30)％马氏体组成；热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢微观组织由约(35～55)％铁素体和(45～65)％贝氏体组成；冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，微观组织由约(70～80)％铁素体和(20～30)％马氏体组成；冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢微观组织由约(35～55)％铁素体和(45～65)％贝氏体组成；热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢微观组织由约(30～55)％铁素体和(45～70)％贝氏体组成。
Figure BDA0003672087980000081
表7实施例1-3制备的双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中制备得到热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其屈强比＜0.60，延伸率＞22％，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；热轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其屈强比＞0.71，延伸率＞20.5％，扩孔率≥55％，特别适用于制造厚度规格≥1.8mm并且有翻边和扩孔等要求的汽车结构件、加强件、安全件等；冷轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其屈强比＜0.60，延伸率＞24％，特别适用于制造厚度规格≤2.0mm的汽车结构件、安全件等；冷轧800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其屈强比＞0.70，延伸率≥22％，扩孔率≥54％，特别适用于制造厚度规格≤2.0mm并且有翻边和扩孔等要求的汽车结构件、加强件、安全件等；热镀锌800MPa级铁素体/贝氏体双相钢，其屈强比＞0.70，延伸率≥21.5％，扩孔率≥55％，特别适用于制造具有优良表面质量的厚度规格≤2.0mm并且有翻边和扩孔等要求的汽车结构件、加强件、安全件等。
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 (3)

1.一种800MPa级双相钢，其钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.09~0.12%，Si：0.7~0.9%，Mn：1.8~2.0%，Alt：0.8~1.0%，Cr：0.20~0.30%，Nb：0.03~0.05%，B：0.0015~0.0030%，P≤0.008%，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级铁素体/马氏体双相钢，热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢调控方法，包括以下步骤：
1）热轧工序：钢坯加热温度为1200～1230℃，在奥氏体再结晶区累积轧制变形量≥85.0%，奥氏体未再结晶区累积轧制变形量≥85.0%，终轧温度控制在865～885℃；
2）冷却工序：精轧结束后采取四阶段冷却工艺模式，第Ⅰ阶段冷却采取轧后前段快速冷却模式，以≥30℃/s的冷速快速冷却至690～720℃，第Ⅱ阶段冷却采取空冷待温模式，冷却至650～680℃，第Ⅲ阶段冷却采取层流快冷模式，以≥35℃/s的冷速冷却至260～310℃进行卷取，第Ⅳ阶段采取缓慢冷却模式，将钢卷置入保温坑中，经过≥72h后缓慢冷却至室温；
3）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0.6～1.0%，酸洗段为带张力酸洗，张力设置为30～40KN。
2.根据权利要求1所述的一种800MPa级双相钢，其特征在于，所述热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其微观组织由70～85%铁素体和15～30%马氏体组成。
3.根据权利要求1所述的一种800MPa级双相钢，其特征在于，所述热轧800MPa级铁素体/马氏体双相钢，其屈强比＜0.60，延伸率＞22%，适用于制造厚度规格≥1.8mm的汽车底盘结构件、安全件。
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