专利名称：：抗拉强度500MPa级汽车用冷轧双相钢的制作方法
技术领域：
：本发明涉及汽车用钢，具体属于抗拉强度为500MPa级的汽车用铁素体及马氏体冷轧双相钢。
背景技术：
：随着车身轻量化的不断发展与乘客安全性要求的不断提高，轿车生产企业越来越多的采用强度级别500MPa级以上的先进高强钢，目前国外高档轿车高强钢的用量已经达到了70%以上。双相钢鉴于其具有良好的强度和良好的成形性，成为钢铁企业高强钢开发的热点。目前国外钢铁企业以及国内的一些钢铁企业均已开展了不同级别的双相钢的开发。双相钢的专利查询结果表明，目前国内外钢铁企业在双相钢的成分设计方面，主要采用Si、Mn系，同时添加适量的Cr、V、Nb、Mo、Ti、B等合金元素来满足不同强度的要求。并且这些双相钢的成分设计中Si含量一般要求在0.4X1.0%，甚至更高。譬如美国某汽车公司试用的Si-Mn-Cr-Mo系500MPa级双相钢的成分为C=0.06%，Si=1.35%，Mn=0.09%，Cr=0.50%，Mo=0.35，Cr、Mo等合金元素含量高，合金成本大大增加；美国某钢铁公司申请的双相钢专利主要成分为C=0.02%0.2%，Al=0.01%0.15%，Si《0.5%，Mn=0.8%2.4%，Cr=0.03%1.5%，Mo=0.03%1.5%，Cr、Mo等合金元素含量高，合金成本大大增加；欧洲某钢铁公司开发的Si-Mn-V系500MPa级双相钢的成分为C=0.12%，Si=0.50%，Mn=1.25%，V=0.1%;国内某大学的"一种抗拉强度540MPa级双相钢板及其制造方法"专利设计成分为C=0.05%0.08%，Si=0.20%0.4%，Mn=1.00%1.30%;国内某钢铁公司开发的双相钢成分设计为C=0.05%0.13%，Si=0.80%1.2%，Mn=1.9%2.3%。对比可以发现，国内外目前冷轧双相钢的成分设计多采用高硅成分设计。国内外实际工业化生产表明，过高的Si含量将会导致钢板在生产过程中产生诸如热轧板表面红磷现象、镀锌板表面漏镀等表面质量问题，从而导致生产难度加大及产品质量降低；同时钢板的表面质量缺陷会对用户成品的表面质量造成不良影响。同时，由于部分钢板中添加了Mo、V等高价合金，造成钢板的生产成本大大增加，降低了产品的经济性。
发明内容本发明的目的在于克服上述不足，提供一种在C-Mn钢的基础上通过降低钢中Si含量，适量添加Cr合金的500MPa级汽车用冷轧双相钢，其抗拉强度高，屈强比低，强韧性匹配好，冲压性能好，初始加工硬化率高，能避免实际工业生产中因硅含量过高而造成的汽车用钢的表面质量问题的。实现上述目的的技术措施抗拉强度500MPa级汽车用冷轧双相钢，其化学组分及重量百分比为C:0.05%0.2%，Si:0.02%0.049%，Mn:0.5%2.0%，Cr:0.1%0.5%，Als:0.01%0.1%，3P:0.003%0.01%，S:0.003%0.01%，N:0.003%0.01%，其余为Fe及不可避免的杂质。其优化的C的重量百分比为0.05%0.15%。其优化的Cr的重量百分比为0.15%0.3%。其优化的Mn的重量百分比为1.0%1.8%。本发明中各合金成份的作用机理如下C:是最有效的强化元素，是形成马氏体的主要元素，钢中碳含量决定了双相钢的硬度和马氏体的形貌；但是，保证钢具有高的延伸率和良好的焊接性，要求较低的碳含量，所以本发明中C的重量百分比控制在0.05%0.20%较低范围。Mn:属于典型奥氏体稳定化元素，显著提高钢的淬透性，并起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用，可显著推迟珠光体转变和贝氏体转变。但Mn作为扩大奥氏体区的元素，当高的锰含量在推迟珠光体转变的同时，也会推迟铁素体的析出；而锰含量太低又容易引起珠光体转变，故本发明Mn重量百分含量控制在0.5%2.0%。Si:铁素体的固溶强化元素，加速碳向奥氏体的偏聚，对铁素体中的固溶碳有清除和净化作用，有助于提高双相钢的延性。但是为了避免因Si含量过高在钢板表面形成的高熔点氧化物而影响钢板表面质量，尽量降低钢中的硅含量，故本发明Si重量百分含量控制在0.02%0.049%。Cr:中强碳化物形成元素，显著提高钢的淬透性，能强烈推迟珠光体转变和贝氏体转变，而且扩大了巻取窗口。Cr虽为弱固溶强化元素，但能增大奥氏体的过冷能力，从而细化组织，起到强化效果。故本发明Cr重量百分比含量控制在0.1%0.5%。Als:A1在双相钢中所起的作用与Si相似，同时Al还可形成A1N析出，起到一定的细化晶粒作用。由于本发明双相钢中硅含量低，因此少量铝的存在，在保证强度性能的前提下，可使双相钢的延性得到提高。本发明中Al重量百分比含量控制在0.01%0.1%。P、S:为减少钢中有害杂质对钢的冲压性能的不良影响，严格控制钢中的P、S含本发明与现有技术相比，其特点由于成分设计上Si合金含量少，改善了高硅系双相钢生产过程中因硅氧化造成的一系列表面质量问题。力学性能上具有抗拉强度高，屈强比低，强度韧性匹配好，冲压成型性能好，初始加工硬化率高，并且具有良好碰撞吸能性，适用于制造车身的碰撞安全件和高强结构安全件。同时，本发明合金成本低，制备方法简单，适合工业化生产。具体实施例方式下面进行详细描述本发明的实验条件采用50Kg真空炉进行试验钢的冶炼；采用常规的冷轧双相钢热轧轧机及冷轧轧机进行钢板的轧制，获得1.5mm厚的冷硬态冷轧板。本发明具体实施例钢的化学成分见下述表1。表1:本发明具体实施例钢的化学成分(Wt%)4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>即本发明试制双相钢退火试样的力学性能RP。.2=300350MPa，Rm=5205600MPa，A8(tam=27%32%，n=0.180.19，BH2=4055MPa。本发明双相钢与国家标准及欧洲标准中500MPa级双相钢的性能对比，如表3所不。表3:本发明与国家标准及欧洲标准中500MPa级双相钢的性能对比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>对比发现，本发明双相钢的力学性能的各个指标均远远高于各国标准对其性能的要求。采用光学显微镜对本发明的实施例双相钢的显微组织进行观察发现，其组织为典型的铁素体+岛状马氏体的双相组织，组织晶粒度为1011级。采用图像仪对组织中的马氏体百分比含量进行分析发现，本发明的500MPa级双相钢中的马氏体百分比含量约为10%16%。实验证明，本发明的500MPa级双相钢，合金成本低，工艺稳定性好，产品强度高，成形性好，钢板表面质量优良，完全满足了汽车生产厂家的要求，可广泛用于车身碰撞安全件和内部结构件，具有良好的市场前景。权利要求抗拉强度500MPa级汽车用冷轧双相钢，其化学组分及重量百分比为C0.05％～0.2％，Si0.02％～0.049％，Mn0.5％～2.0％，Cr0.1％～0.5％，Als0.01％～0.1％，P0.003％～0.01％，S0.003％～0.01％，N0.003％～0.01％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的抗拉强度500MPa级汽车用冷轧双相钢，其特征在于C的重量百分比为0.05%0.15%。3.如权利要求1所述的抗拉强度500MPa级汽车用冷轧双相钢，其特征在于Cr的重量百分比为0.15%0.3%。4.如权利要求1所述的抗拉强度500MPa级汽车用冷轧双相钢，其特征在于Mn的重量百分比为1.0%1.8%。全文摘要本发明涉及抗拉强度为500MPa级的汽车用铁素体及马氏体冷轧双相钢。其钢种成分及重量百分比为抗拉强度500MPa级汽车用冷轧双相钢，其化学组分及重量百分比为C0.05％～0.2％，Si0.02％～0.049％，Mn0.5％～2.0％，Cr0.1％～0.5％，Als0.01％～0.1％，P0.003％～0.01％，S0.003％～0.01％，N0.003％～0.01％，其余为Fe及不可避免的杂质。采用常规的冷轧双相钢热轧轧机及冷轧轧机进行钢板的轧制后，力学性能Rp0.2＝300～350MPa，Rm＝520～5600MPa，A80mm＝27％～32％，n＝0.18～0.19，BH2＝40～55MPa。其成本低，工艺稳定，成形性好，钢板表面质量优良，完全满足了汽车生产厂家的要求。文档编号C22C38/38GK101781739SQ201010128668公开日2010年7月21日申请日期2010年3月18日优先权日2010年3月18日发明者刘文艳,叶仲超,吴青松,李平和,林承江,段小平,王辉,赵江涛,钟定忠申请人:武汉钢铁(集团)公司