CN1793401A - 一种抗拉强度780MPa级复相钢板及制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种抗拉强度780MPa级复相钢板，其化学成分按质量百分数为：0.13～0.17％C、0.20～0.40％Si、1.30～1.50％Mn、0.02～0.03％Nb，余量为Fe；组织为粒状贝氏体与马氏体复相组织，其中：粒状贝氏体体体积分数为90～95％，马氏体体积分数为10～5％；屈服强度为525～550MPa，抗拉强度为785～795MPa，断后总伸长率为20～25％。通过控轧控冷工艺轧制，控制开轧温度1100～1150℃，终轧温度800～850℃；控制第一段冷却速度40～70℃/s，冷却后温度550～610℃；第二段冷却速度220～360℃/s，卷取温度20～250℃；冷却后进行卷取，控制钢板厚度3～4.5mm。

Description

一种抗拉强度780MPa级复相钢板及制造方法
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，涉及汽车结构件的高强度钢制造，具体涉及一种抗拉强度780MPa级复相钢板及制造方法。
背景技术
高强度汽车用热轧钢板的开发，一直是国内外材料工作研究的热点之一。一般使用的铁素体+珠光体热轧钢板最大强度为500MPa级，虽然增加Nb或Ti等微合金化元素可进一步提高强度，但成形性将变差，因而限制了其应用。为进一步提高强度，开发了双相钢。双相高强度钢特点是在细小的铁素体基体上分布约15％硬相，并通过固溶原子进一步强化，铁素体-贝氏体和双相铁素体-马氏体钢的抗拉强度在550～650MPa之间。由于成形性的限制，双相钢无法达到800MPa级水平。为满足更高强度及成形性能的要求，又开发了含残余奥氏体的800MPa级三相TRIP钢，在变形过程中残余奥氏体应变诱发转变为马氏体，在提高强度的同时，提高成形性能。但目前可商业化生产的直接热轧双相钢与TRIP钢都采用复杂合金化的办法，存在成本高、工艺难度大等问题，不利于推广，国内尚不能大规模生产。
考虑到环境问题和能源问题，新型的高强度汽车结构件用热轧钢板的化学成分将趋向于简单的C-Si-Mn系钢(或添加微量的合金元素)；开发控轧及控冷新工艺，综合利用细晶强化和相变强化方式提高钢材强度极限。
发明内容
针对现有高强度汽车用热轧钢板及其生产工艺存在的问题，本发明提供一种抗拉强度780MPa级复相钢板及制造方法。
本发明以普通C-Mn系钢成分为基础，添加微量合金元素，采用适当的控制冷却工艺，开发高强度汽车结构件用热轧钢板。该抗拉强度780MPa级粒状贝氏体与马氏体复相钢板，其主要化学成分按质量百分数为：0.13～0.17％C、0.20～0.40％Si、1.30～1.50％Mn，0.02～0.03％Nb，余量为Fe。组织为粒状贝氏体与马氏体复相组织，其中：粒状贝氏体体体积分数为90～95％，马氏体体积分数为10～5％；屈服强度为525～550MPa，抗拉强度为785～795MPa，断后总伸长率为20～25％。
本发明采用上述化学成分的、厚度为80～250mm的钢坯，通过热轧及两段快速冷却工艺生产抗拉强度780MPa级复相钢板，具体按以下步骤进行：
(1)将钢坯加热至1150～1250℃，保温2～2.5小时。
(2)保温后进行热轧，控制开轧温度1100～1150℃，终轧温度800～850℃。
(3)热轧后进行两段式控制冷却，控制第一段冷却速度40～70℃/s，冷却后温度550～610℃；第二段冷却速度220～360℃/s，终冷温度(即卷取温度)20～250℃。
(4)冷却后进行卷取，卷取温度20～250℃，控制钢板厚度3～4.5mm。
本发明对于抗拉强度780MPa级热轧钢板提供了一种新的组织状态，即：粒状贝氏体与马氏体复相组织。其中：粒状贝氏体体体积分数为90～95％，马氏体体积分数为10～5％。屈服强度为525～550MPa，抗拉强度为785～795MPa，断后总伸长率为20～25％，具有可观的强度和塑性综合性能。
附图说明
附图为本发明抗拉强度780MPa级粒状贝氏体与马氏体复相钢板典型金相组织照片。其中：(a)为硝酸酒精溶液腐蚀后组织照片；(b)为LEPERA试剂(1％Na2S2O5水溶液+4％苦味酸酒精溶液)腐蚀后组织照片，照片中亮白色组织为马氏体。
具体实施方式
选择表1所示化学成分钢为原料，坯料尺寸为80mm(厚)×70mm(宽)×140mm(长)。在热轧轧机上，轧制成厚度规格为3～4.5mm的钢板，轧后采用两阶段快速冷却工艺，冷却工艺如表2，力学性能与组织分数如表3。
         表1实施例实测化学成分(质量分数％，余量为Fe)
  成分编号   C   Mn   Si   Nb
  S0   0.15   1.40   0.20   0.02
S1 0.13 1.30 0.22 0.022
  S2   0.17   1.47   0.36   0.024
  S4   0.15   1.50   0.40   0.03
                                        表2实施例实测冷却工艺参数
编号   加热温度   保温时间   开轧温度   终轧温度   第一段冷却后温度   第一段冷却速度 终冷温度   第二段冷却速度
  (℃)   小时   (℃)   (℃)   (℃)   (℃/s)   (℃)   (℃/s)
  S0-1   1150   2   1100   825   560   60   200   330
  S0-2   1250   2.5   1150   830   580   65   170   345
  S1-1   1160   2.2   1150   850   610   40   250   360
  S1-2   1180   2.3   1140   835   590   49   150   220
  S2-1   1200   2.1   1120   815   575   70   85   245
  S2-2   1220   2.4   1100   800   550   50   20   265
  S4-1   1230   2.5   1125   840   585   55   50   250
  S4-2   1240   2.5   1130   820   570   45   120   300
               表3实施例力学性能与组织体积分数
编号   钢板厚度   Re   Rm   A   体积分数
GB M
  (mm)  (MPa)  (MPa)   (％)   ％   ％
  S1-1   4.5  550  785   20   95   5
  S1-2   4.0  532  795   23   90   10
  S2-1   3.0  525  790   24   90   10
  S2-2   4.2  535  795   25   95   5
其中：Re-屈服强度；Rm-抗拉强度；A-断后总伸长率(不定标距)；GB-粒状贝氏体；M-马氏体。

Claims (2)

1、一种抗拉强度780MPa级复相钢板，其化学成分按质量百分数为：0.13～0.17％C、0.20～0.40％Si、1.30～1.50％Mn、0.02～0.03％Nb，余量为Fe；组织为粒状贝氏体与马氏体复相组织，其中：粒状贝氏体体体积分数为90～95％，马氏体体积分数为10～5％；钢板厚度规格3～4.5mm，屈服强度为525～550MPa，抗拉强度为785～795MPa，断后总伸长率为20～25％。
2、权利要求1所述的抗拉强度780MPa级复相钢板的制造方法，其特征在于工艺步骤及工艺参数为：
(1)将权利要求1所述化学成分的钢坯加热至1150～1250℃，保温2～2.5小时；
(2)保温后进行热轧，控制开轧温度1100～1150℃，终轧温度800～850℃；
(3)热轧后进行两段式控制冷却，控制第一段冷却速度40～70℃/s，冷却后温度550～610℃；第二段冷却速度220～360℃/s，终冷温度即卷取温度20～250℃；
(4)冷却后进行卷取，卷取温度20～250℃，控制钢板厚度3～4.5mm。
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