一种抗拉强度540MPa级薄规格热轧双相钢及其制造方法与流程

文档序号:15198188发布日期:2018-08-19 01:57阅读:242来源:国知局

本发明属于冶金技术领域,特别涉及一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢及其制造方法。



背景技术:

为了实现汽车减量化和提高燃油效率,高强度钢板在汽车制造领域的应用逐渐增加。在这些高强度钢板中,双相钢因具有良好的强韧性组合、较低的屈强比(rp0.2/rm)、较高的延伸率和加工硬化率,而且呈现连续屈服,冲压构件易于成形、回弹小,冲压模具磨损也小,可以满足汽车多种部件的应用条件,其中抗拉强度540~600mpa级热轧双相钢的应用最为广泛,但是该类钢板的厚度大多在2.0mm以上,而厚度为2.0mm以下带材大多采用冷轧+连续退火方式进行生产,生产成本较高,生产效率较低。因此,开发厚度≤2.0mm的薄规格热轧双相钢对于扩大热轧双相钢的应用范围,促进汽车用钢板以热代冷具有重要意义。

专利cn200910302439.9公开了一种抗拉强度540mpa级车轮用热轧双相钢板及其生产方法,其在成分设计时添加1.50~1.70%的锰(mn)、0.30~0.60%的铬(cr)和0.01~0.06%的钛(ti),成本较高,硅(si)含量为0.6~1.0%,易形成红色氧化铁皮,导致钢板表面质量较差,同时轧制前铸坯需要加热,生产效率较低;专利cn200610045847.7公开了一种抗拉强度540mpa级双相钢板及制造方法,钢板厚度为2.5~6.0mm,其成分设计中添加1.00~1.30%的锰(mn),成本较高,硅(si)含量为0.20~0.40%,易形成红色氧化铁皮,导致钢板表面质量较差,同时轧制前铸坯需要加热,生产效率较低;专利cn200510047979.9公开了一种抗拉强度为500~610mpa的热轧双相钢及其生产工艺,钢板厚度为2.5~4.5mm,其成分设计中添加0.015~0.02%的铌(nb)和0.013~0.03%的钛(ti),成本较高,碳(c)含量为0.08~0.10%,延伸率较低,也恶化了成形性能和焊接性能,同时轧制前铸坯需要加热,生产效率较低;专利cn200680051836.8公开了一种具有冷轧带材特性的热轧双相钢带材,钢板厚度为1.0~8.0mm,其成分设计中添加1.0~2.0%的锰(mn)、≤0.30%的镍(ni)和≤0.03%的钼(mo),成本较高,硅(si)含量≤0.80%,易形成红色氧化铁皮,导致钢板表面质量较差,同时粗轧后需要在感应炉中加热和在具有内部芯轴的炉内保温,生产效率较低。



技术实现要素:

针对现有技术存在的各种问题,本发明提供一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢及其制造方法。

本发明的一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:c:0.04~0.065%,si:0.05~0.14%,mn:0.40~0.56%,cr:0.20~0.30%,s:≤0.014%,p:≤0.018%,als:0.02~0.04%,余量为fe和不可避免的杂质。

所述薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为86~95%,马氏体体积分数为5~14%,铁素体平均晶粒尺寸为3.1~5.2μm。

所述薄规格热轧双相钢厚度为1.4~2.0mm,抗拉强度为565~597mpa,屈服强度为347~370mpa,屈强比为0.61~0.62,断后伸长率为31.0~34.4%。

一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:

(1)采用真空感应炉熔炼出钢水并浇注成铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:c∶0.04~0.065%,si:0.05~0.14%,mn:0.40~0.56%,cr:0.20~0.30%,s:≤0.014%,p:≤0.018%,als:0.02~0.04%,余量为fe和不可避免的杂质;

(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1125~1170℃,总累积压下率为96.0~97.2%,终轧温度为845~880℃,得到厚度为1.4~2.0mm的板带;

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,i段水冷冷却速度为5~10℃/s,终冷温度为690~730℃,ii段空冷时间为1.2~4.0s,iii段水冷冷却速度为37~44℃/s,终冷温度为250~350℃,得到抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢。

上述的抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢的制造方法,其中:

所述步骤(1)中,铸锭的厚度为50mm;

所述步骤(1)中,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);

所述步骤(2)中,经过4~5道次轧制,单道次压下率为46.9~56.0%。

本发明的一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢及其制造方法,与现有技术相比,有益效果如下:

(1)大大降低钢中锰(mn)和铬(cr)的使用量,不需添加其他贵重微合金元素,所生产的抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢较传统热轧双相钢成本大幅下降;

(2)大大降低钢中锰(mn)的使用量的同时,显著缓解了钢中的带状组织,减少了钢中的mns夹杂,提高了钢板组织均匀性;

(3)采用低硅(si)的成分设计思路,减少了钢板表面的红色氧化铁皮,钢板表面质量良好;

(4)采用铸坯直接轧制工艺,减少了轧制前的加热工序,生产效率显著提高;

(5)成品厚度为1.4~2.0mm,通过大变形(单道次压下率为46.9~56.0%)有效细化晶粒(铁素体平均晶粒尺寸仅为3.1~5.2μm),减少了钢中合金元素的使用量;

(6)本发明的薄规格热轧双相钢具有高强塑性,低屈强比,易于成形,可以替代传统冷轧双相钢用于汽车车身结构件的制造,实现了双相钢的以热代冷。

附图说明

图1本发明实施例2制备的抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢经lepera试剂(1%na2s2o5水溶液+4%苦味酸酒精溶液)腐蚀后的组织照片;

图2本发明实施例3制备的抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢的拉伸曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围不仅限于以下实施例。

实施例1

一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:c:0.065%,si:0.14%,mn:0.56%,cr:0.30%,s:0.008%,p:0.010%,als:0.04%,余量为fe和不可避免的杂质。

一种厚度为1.4mm的抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:

(1)采用真空感应熔炼,浇注成厚度为50mm的铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:c:0.065%,si:0.14%,mn:0.56%,cr:0.30%,s:0.008%,p:0.010%,als:0.04%,余量为fe和不可避免的杂质,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);

(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1125℃,经过5道次轧制,压下道次分配为50mm→24mm→11.8mm→5.9mm→2.9mm→1.4mm,总累积压下率为97.2%,终轧温度为845℃,得到厚度为1.4mm的板带;

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,i段水冷冷却速度为10℃/s,终冷温度为730℃,ii段空冷时间为1.2s,iii段水冷冷却速度为44℃/s,终冷温度为350℃,得到抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢。

厚度为1.4mm的薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为86%,马氏体体积分数为14%,铁素体平均晶粒尺寸为3.1μm;抗拉强度为597mpa,屈服强度为370mpa,屈强比为0.62,断后伸长率为31.0%。

实施例2

一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:c∶0.051%,si:0.11%,mn:0.44%,cr:0.24%,s:0.011%,p:0.018%,als:0.04%,余量为fe和不可避免的杂质。

一种厚度为1.7mm的抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:

(1)采用真空感应熔炼,浇注成厚度为50mm的铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:c:0.051%,si:0.11%,mn:0.44%,cr:0.24%,s:0.011%,p:0.018%,als:0.04%,余量为fe和不可避免的杂质,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);

(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1150℃,经过5道次轧制,压下道次分配为50mm→25mm→12.5mm→6.2mm→3.2mm→1.7mm,总累积压下率为96.6%,终轧温度为860℃,得到厚度为1.7mm的板带;

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,i段水冷冷却速度为8℃/s,终冷温度为710℃,ii段空冷时间为2.6s,iii段水冷冷却速度为40℃/s,终冷温度为285℃,得到抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢。

厚度为1.7mm的薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,经lepera试剂(1%na2s2o5水溶液+4%苦味酸酒精溶液)腐蚀后的组织照片如图1所示,其中铁素体体积分数为91%,马氏体体积分数为9%,铁素体平均晶粒尺寸为4.2μm;抗拉强度为583mpa,屈服强度为355mpa,屈强比为0.61,断后伸长率为32.9%。

实施例3

一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:c:0.04%,si:0.05%,mn:0.40%,cr:0.20%,s:0.014%,p:0.016%,als:0.02%,余量为fe和不可避免的杂质。

一种厚度为2.0mm的抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:

(1)采用真空感应熔炼,浇注成厚度为50mm的铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:c:0.04%,si:0.05%,mn:0.40%,cr:0.20%,s:0.014%,p:0.016%,als:0.02%,余量为fe和不可避免的杂质,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);

(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1170℃,经过4道次轧制,压下道次分配为50mm→22mm→9.7mm→4.4mm→2.0mm,总累积压下率为96.0%,终轧温度为880℃,得到厚度为2.0mm的板带;

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,i段水冷冷却速度为5℃/s,终冷温度为690℃,ii段空冷时间为4.0s,iii段水冷冷却速度为37℃/s,终冷温度为250℃,得到抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢。

厚度为2.0mm的薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为95%,马氏体体积分数为5%,铁素体平均晶粒尺寸为5.2μm;拉伸曲线如图2所示,抗拉强度为565mpa,屈服强度为347mpa,屈强比为0.61,断后伸长率为34.4%。

实施例4

一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:c:0.062%,si:0.09%,mn:0.51%,cr:0.28%,s:0.012%,p:0.009%,als:0.03%,余量为fe和不可避免的杂质。

一种厚度为1.5mm的抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:

(1)采用真空感应熔炼,浇注成厚度为50mm的铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:c:0.062%,si:0.09%,mn:0.51%,cr:0.28%,s:0.012%,p:0.009%,als:0.03%,余量为fe和不可避免的杂质,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);

(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1135℃,经过5道次轧制,压下道次分配为50mm→25mm→12.5mm→6.2mm→3.1mm→1.5mm,总累积压下率为97.0%,终轧温度为850℃,得到厚度为1.5mm的板带;

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,i段水冷冷却速度为9℃/s,终冷温度为725℃,ii段空冷时间为1.7s,iii段水冷冷却速度为43℃/s,终冷温度为330℃,得到抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢。

厚度为1.5mm的薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为89%,马氏体体积分数为11%,铁素体平均晶粒尺寸为3.4μm;抗拉强度为592mpa,屈服强度为366mpa,屈强比为0.62,断后伸长率为31.7%。

实施例5

一种抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢,其化学成分按质量百分数为:c:0.047%,si:0.10%,mn:0.43%,cr:0.22%,s:0.010%,p:0.006%,als:0.02%,余量为fe和不可避免的杂质。

一种厚度为1.8mm的抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢的制造方法,包括以下工艺步骤:

(1)采用真空感应熔炼,浇注成厚度为50mm的铸锭,铸锭的化学成分按质量百分数为:c:0.047%,si:0.10%,mn:0.43%,cr:0.22%,s:0.010%,p:0.006%,als:0.02%,余量为fe和不可避免的杂质,铸锭凝固后立即脱模进行直接轧制(无需加热);

(2)对铸锭进行直接轧制,开轧温度为1155℃,经过5道次轧制,压下道次分配为50mm→26mm→12.9mm→6.6mm→3.4mm→1.8mm,总累积压下率为96.4%,终轧温度为870℃,得到厚度为1.8mm的板带;

(3)对板带进行水冷-空冷-水冷三段式冷却,i段水冷冷却速度为7℃/s,终冷温度为705℃,ii段空冷时间为3.1s,iii段水冷冷却速度为39℃/s,终冷温度为280℃,得到抗拉强度540mpa级薄规格热轧双相钢。

厚度为1.8mm的薄规格热轧双相钢组织为铁素体和马氏体双相组织,其中铁素体体积分数为93%,马氏体体积分数为7%,铁素体平均晶粒尺寸为4.6μm;抗拉强度为578mpa,屈服强度为353mpa,屈强比为0.61,断后伸长率为33.3%。

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