专利名称：一种抗拉强度1000MPa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1000MPa级铁素体/马氏体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(DP)。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(TRIP)，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；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1000MPa级双相钢板及制造方法。
本发明提供的抗拉强度1000MPa级铁素体/马氏体复相钢，其化学成分按质量百分数为C0.13～0.20％，Si0.2～0.4％，Mn1.30～1.60％，余量为Fe；对于1000MPa级热轧钢板提供了一种新的组织状态，即钢板表层与心部铁素体/马氏体组分不同的复相组织。
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1000MPa级双相钢板，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300～400℃/s，冷却后温度620～650℃；第二段冷却速度300～400℃/s，终冷温度(即卷取温度)20～80℃。两段冷却间隔时间5～6s。
(4)冷却后进行卷取，卷取温度20～80℃，控制钢板厚度3～5mm。
经热轧与轧后两段式快速冷却工艺，得到厚度规格为3～5mm且在厚度方向上具有不同体积分数F/M复相组织的带钢。钢板上、下表层各0.5～1.0mm厚度内为晶粒尺寸2～3μm的铁素体/马氏体组织，其中铁素体体积分数为80～90％，马氏体体积分数为20～10％；钢板中心部分为马氏体含量较高的铁素体/马氏体组织，其中马氏体体积分数为50～70％，铁素体体积分数为50～30％。本发明对于1000MPa级热轧钢板提供了一种新的组织状态，即前文所描述的钢板表层与心部铁素体/马氏体组分不同的复相组织。心部马氏体含量高提高了钢板的强度，表层铁素体含量高且细化，提高了整个钢板的塑性。
图1为本发明1000MPa级铁素体/马氏体复相钢板厚度方向组织分布情况示意图。
图2为典型金相组织照片，其中(a)为表层组织，(b)为心部组织。
具体实施例方式
选择表1所示化学成分的C-Mn系钢为原料，坯料尺寸为80mm(厚)×70mm(宽)×140mm(长)。在轧机上实施控轧控冷工艺，轧制厚度规格为3～5mm的钢板，控制冷却工艺如表2，组织分布如表3，机械性能如表4。
表1实施例实测化学成分(质量分数％，余量为Fe)
表2实施例工艺参数
表3产品组织分布
其中F铁素体；M——马氏体。
表4实施例产品力学性能
其中Re(0.2％)屈服强度；Rm抗拉强度；Au均匀延伸率；At总延伸率；Re/Rm屈强比；Rm×At强塑积。
权利要求
1.一种抗拉强度1000MPa级复相钢板，其化学成分按质量百分数为C 0.13～0.20％，Si 0.2～0.4％，Mn 1.30～1.60％，余量为Fe；钢板厚度规格为3～5mm，上、下表层各0.5～1.0mm厚度内为晶粒尺寸2～3μm的铁素体/马氏体组织，其中铁素体体积分数为80～90％，马氏体体积分数为20～10％；钢板中心部分为马氏体含量较高的铁素体/马氏体组织，其中马氏体体积分数为50～70％，铁素体体积分数为50～30％。
2.权利要求1所述的抗拉强度1000MPa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300～400℃/s，冷却后温度620～650℃；第二段冷却速度300～400℃/s，终冷温度即卷取温度20～80℃；两段冷却间隔时间5～6s；(4)冷却后进行卷取，卷取温度20～80℃，控制钢板厚度3～5mm。
全文摘要
一种抗拉强度1000MPa级复相钢板，其化学成分按质量百分数为C 0.13～0.20％，Si0.2～0.4％，Mn 1.30～1.60％，余量为Fe；钢板上、下表层各0.5～1.0mm厚度内为晶粒尺寸2～3μm的铁素体/马氏体组织，其中铁素体体积分数为80～90％，马氏体体积分数为20～10％；钢板中心部分为马氏体含量较高的铁素体/马氏体组织，其中马氏体体积分数为50～70％，铁素体体积分数为50～30％。通过控轧控冷工艺轧制，终轧温度800～850℃；第一段冷却速度300～400℃/s，冷却后温度620～650℃；第二段冷却速度300～400℃/s，卷取温度20～80℃；两段冷却间隔时间5～6s。
文档编号C21D1/18GK1793398SQ20051013089
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月27日 优先权日2005年12月27日
发明者刘彦春, 王国栋, 刘相华, 李艳梅, 朱伏先 申请人:东北大学