CN1807670A - 一种抗拉强度540MPa级双相钢板及制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种抗拉强度540MPa级双相钢板，其化学成分按质量百分数为：0.05～0.08％C、0.20～0.40％Si、1.00～1.30％Mn，余量为Fe；组织为铁素体与马氏体双相组织，其中：铁素体体积分数为85～90％，马氏体体积分数为10～15％；屈服强度为345～375MPa，抗拉强度为545～570MPa，断后总伸长率为28～32％。采用薄板坯连铸连轧及快速冷却生产工艺，将连铸薄板坯经隧道炉均热，控制出炉温度为1100～1150℃；控制开轧温度1100～1150℃，终轧温度780～850℃；轧后快速冷却，冷却速度25～30℃/s，终冷温度100～200℃；冷却后进行卷取，卷取温度100～200℃；钢板厚度2.5～6.0mm。

Description

一种抗拉强度540MPa级双相钢板及制造方法
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540MPa级双相钢板及制造方法。
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540MPa级双相钢板及制造方法。
本发明以普通C-Mn系钢成分为基础，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540MPa级铁素体与马氏体双相钢板，其化学成分按质量百分数为：0.05～0.08％C、0.20～0.40％Si、1.00～1.30％Mn，余量为Fe。组织为铁素体与马氏体双相组织，其中：铁素体体积分数为85～90％，马氏体体积分数为10～15％。
本发明采用上述化学成分钢，通过薄板坯连铸连轧及快速冷却工艺生产抗拉强度540MPa级双相钢板，具体按以下步骤进行：
(1)将厚度范围60～80mm的连铸薄板坯，经隧道炉均热，均热时间15～30分钟，控制出炉温度为1100～1150℃。
(2)进行轧制，控制开轧温度1100～1150℃，终轧温度780～850℃。
(3)热轧后进行快速冷却，采用层流冷却工艺，控制冷却速度25～30℃/s，终冷温度(即卷取温度)100～200℃。
(4)冷却后进行卷取，卷取温度100～200℃，控制钢板厚度2.5～6mm。
本发明方法制备的540MPa级双相钢板具备优良的力学性能，其屈服强度为345～375MPa，抗拉强度为545～570MPa，断后总伸长率为28～32％。
附图说明
附图为本发明抗拉强度540MPa级铁素体与马氏体双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，连铸连轧薄板坯尺寸为60～80mm(厚)×1250mm(宽)×8000mm(长)。将连铸薄板坯经隧道炉均热，隧道炉长度100m，然后经热连轧机组轧制，控制开轧温度、终轧温度，轧后进行快速冷却，采用层流冷却工艺，控制冷却速率和终冷温度，然后进行卷取，控制钢板厚度规格为2.5～6mm。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
  S0   0.05   1.20   0.20
  S1   0.06   1.10   0.22
  S2   0.07   1.30   0.30
  S3   0.08   1.00   0.40
                              表2  实施例实测冷却工艺参数
编号   连铸坯厚度   均热时间   出炉温度   开轧温度   终轧温度   冷却速度   卷曲温度
  (mm)   (Min)   (℃)   (℃)   (℃)   (℃/s)   (℃)
  S0-1   67   15   1100   1100   825   25   200
  S0-2   67   30   1150   1150   830   26   170
  S1-1   60   20   1150   1150   850   26   200
  S1-2   60   30   1100   1100   835   28   150
  S2-1   80   15   1100   1100   815   30   105
  S2-2   80   25   1150   1150   800   30   100
  S3-1   67   30   1120   1120   780   28   100
  S3-2   67   30   1130   1130   820   26   120
                  表3  实施例力学性能与组织体积分数
编号   钢板厚度  Re   Rm   A50        体积分数
铁素体 马氏体
  (mm)  (MPa)   (MPa)   (％)   ％   ％
  S0-1   2.5  345   560   30   90   10
  S0-2   2.5  345   560   32   90   10
  S1-1   4.0  350   545   28   90   10
  S1-2   4.0  355   545   28   90   10
  S2-1   5.0  365   565   30   85   15
  S2-2   5.0  365   560   30   85   15
  S3-1   6.0  375   570   32   87   13
  S3-2   6.0  370   570   32   85   15
其中：Re-屈服强度：Rm-抗拉强度；A50-断后总伸长率(标距50mm)；成分编号为S0的钢对应的实施数据为S0-1、S0-2，其余同。

Claims (2)

1、一种抗拉强度540MPa级双相钢板，其化学成分按质量百分数为：0.05～0.08％C、0.20～0.40％Si、1.00～1.30％Mn，余量为Fe；组织为铁素体与马氏体双相组织，其中：铁素体体积分数为85～90％，马氏体体积分数为10～15％；屈服强度为345～375MPa，抗拉强度为545～570MPa，断后总伸长率为28～32％。
2、权利要求1所述的抗拉强度540MPa级双相钢板的制造方法，采用薄板坯连铸连轧及快速冷却生产工艺，其特征在于工艺步骤及工艺参数为：
(1)将厚度为60～80mm、权利要求1所述化学成分的连铸薄板坯，经隧道炉均热，控制出炉温度为1100～1150℃；
(2)进行轧制，控制开轧温度1100～1150℃，终轧温度780～850℃；
(3)热轧后进行快速冷却，冷却速度25～30℃/s，终冷温度即卷取温度100～200℃；
(4)冷却后进行卷取，卷取温度100～200℃，控制钢板厚度2.5～6mm。
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