一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢及生产方法
【专利摘要】一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢，其组分及wt%为：C：0.185~0.28%、Si:0.01~0.02%、Mn：1.5~2.5%、Cr：1.12~1.5%、Al：0.2~0.3%、S<0.005%、P<0.01%、N<0.01%；生产步骤：经冶炼、连铸成坯及常规对铸坯加热后进行热轧；卷取；经常规酸洗后冷轧；镀锌前退火；冷却；均衡保温；镀锌；风冷至室温。本发明通过采用中碳成分及低硅、低锰、高铬进行合金复合强化，能有效降低合金元素表面富集氧化程度，提升钢板的可镀锌能力，在保证汽车安全性不降低的前提下，将其抗拉强度增至800MPa及以上，满足汽车轻量化，高强化的发展要求。
【专利说明】一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢及生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种汽车用钢及生产方法，具体地属于一种汽车用的高强度中碳低硅 铝系冷轧双相钢及生产方法。
【背景技术】
[0002] 双相钢是一种以相变强化为基础的先进高强钢，微观组织由高延性的铁素体加强 韧的马氏体所构成。独特的组织结构形成了双相钢在力学性能上的屈服点低、强度高、初始 加工硬化速率高以及强度和延性配合好等优良性能特点，高的强度和加工硬化指数、低屈 强比和良好的烘烤硬化特性等特点，已成为一种强度高成形性好的新型冲压用钢。
[0003] 由于双相钢综合了汽车用高强钢的强度高、成形性好的要求，因此被广泛应用于 现代汽车制造的结构件与安全件，以提高车身安全性并实现车身轻量化。研究发现，在保证 汽车安全性不降低的前提下，材料的强度从200MPa提高到600MPa，则汽车可以实现减重约 13%。随着汽车轻量化设计与发展以及超轻钢车体研究项目的实施，以双相钢为代表的新 型高强度汽车用钢[4-8]的开发与应用研究得到了广泛应用与发展，且产品强度级别也不 断提升，其中有以DP600、DP800用量最大。
[0004] 经检索，中国专利申请号为CN201110071272. 7专利文献，其公开了 C :0. 10? 0· 18 %、Si :0· 03 ?0· 19 %、Mn :2· 6 ?3. 0 %、Als :0· 01 ?0· 04 %、Cr :0· 15 ?0· 9 % ; 专利申请号为 CN201110071272. 7 专利文献 C :0· 06 % -0· 08 % ;Si :L 0 % -1. 3 % ;Mn : 2· 1% -2· 3% ;P 彡 0· 01% ;S 彡 0· 01% ;Alt :0· 02% -0· 07% ;N 彡 0· 005%。由于合金元 素含量高，特别是Si、Mn合金，造成表面氧化富集，导致镀锌板表面质量恶化。
[0005] 针对现有多数产品因 Si、Mn等合金元素含量高造成表面富集氧化以致镀层附着 力差等不足，本 申请人:开展了一种中碳低硅铝铬系的SOOMPa级冷轧双相钢实验室研究，在 力学性能达标的基础上，镀层附着性大大改善。本发明可用于汽车多种成形方式零件的加 工制造，可满足国内汽车轻量化和提高安全性的要求，其经济效益和社会效益十分显著。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术因 Si、Mn等合金元素含量高造成表面富集氧化以致镀层附 着力差等不足，提供一种通过采用中碳成分及低硅、低锰、高铬进行合金复合强化，能有效 降低合金元素表面富集氧化程度，提升钢板的可镀锌能力，在保证汽车安全性不降低的前 提下，将其抗拉强度增至SOOMPa及以上，满足汽车轻量化，高强化的发展要求的高强度中 碳低硅铝系冷轧双相钢及生产方法。
[0007] 实现上述目的的措施： 一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量为：C :0. 185~0. 28%、 Si:0. 01 ?0· 02%、Mn :1· 5?2. 5%、Cr :1· 12?I. 5%、A1 :0· 2?0· 3%、S〈0. 005%、Ρ〈0· 01%、Ν〈0· 01%， 余量为Fe及不可避免杂质。
[0008] 优选地：C的重量百分比含量为0· 208?0· 256 %。
[0009] 优选地：Mn的重量百分比含量为I. 6?I. 9 %。
[0010] 优选地：Cr的重量百分比含量为1. 16?1. 46 %。
[0011] 生产一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢的方法，其步骤： 1) 经冶炼、连铸成坯及常规对铸坯加热后进行热轧，其中，控制精轧终轧温度在800? 900 0C ； 2) 进行卷取，控制卷取温度在560?660°C ; 3) 经常规酸洗后冷轧，控制其总压下率在5(Γ70% ; 4) 进行镀锌前退火，控制其均热保温温度在780?840°C，退火时间为18(T240s ; 5) 进行冷却，在冷却速度为15?25°C /s下冷却至470?520°C ; 6) 进行均衡保温，在温度为460?465°C下均衡3~5s ; 7) 进行镀锌，控制锌液温度在458?462°C ; 8) 风冷至室温。
[0012] 本发明中各元素的作用： 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；碳属于一种最强的固溶强化元素，增加碳含量能显著提高钢的强度，同 时，碳也是一种奥氏体稳定元素，有效提高奥氏体的过冷度。为了提高钢种马氏体含量，在 确保不影响焊接性能的前提下，本发明采用中碳成分设计。
[0013] 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Y相区的元素，当 高的Mn含量在推迟珠光体转变的同时，也会推迟铁素体的析出；而Mn含量太低又容易引起 珠光体转变。同时，锰元素极易在钢板表面氧化，对钢板的可镀锌能力造成影响。为了提高 钢板的可镀性，本发明采用了低锰设计。
[0014] Si是铁素体的固溶强化元素，它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，降低间隙固溶强化并可抑制冷却时粗大碳化物的生成，提高双相钢 的延性。但是，Si含量过高会给热轧表面质量和涂镀带来麻烦，影响钢板可镀锌能力。为 了提高钢板的可镀性，本发明采用了低硅设计。
[0015] Cr是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"卷取窗口"。Cr虽是弱固溶强化元素，但能增大奥氏体的过冷能力，从 而细化组织、得到强化效果。
[0016] Al :属于封闭奥氏体相区元素，能够提高Ac1，同时降低Ac3，能够扩大铁素体与奥 氏体的两相区，加大热处理工艺的灵活性，有助于保持双相钢性能的稳定性与重现性，正是 基于Al于元素的这种作用，本发明增加了钢中的铝的含量；更为重要的是，Al能够有效的 提高马氏体转变开始温度Ms点，促进马氏体组织的获得；同时，Al是铁素体固溶强化元素， 以及AlN的析出可以起到一定的细化晶粒强化作用。Al具有跟Si-样，可以促进铁素体中 碳的扩散，可以有效起到净化铁素体的作用。
[0017] 本发明与现有技术相比，通过采用中碳成分及低硅、低锰、高铬进行合金复合强 化，能有效降低合金元素表面富集氧化程度，提升钢板的可镀锌能力，在保证汽车安全性不 降低的前提下，将其抗拉强度增至SOOMPa及以上，满足汽车轻量化，高强化的发展要求。
【具体实施方式】
[0018] 下面对本发明予以详细描述： 表1为本发明各实施例及对比例的化学组分取值列表； 表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表； 表3为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表。
[0019] 本发明各实施例按照以下步骤生产： 1) 经冶炼、连铸成坯及常规对铸坯加热后进行热轧，其中，控制精轧终轧温度在800? 900 0C ； 2) 进行卷取，控制卷取温度在560?660°C ; 3) 经常规酸洗后冷轧，控制其总压下率在5(Γ70% ; 4) 进行镀锌前退火，控制其均热保温温度在780?840°C，退火时间为18(T240s ; 5) 进行冷却，在冷却速度为15?25°C /s下冷却至470?520°C ; 6) 进行均衡保温，在温度为460?465°C下均衡3~5s ; 7) 进行镀锌，控制锌液温度在458?462°C ; 8) 风冷至室温。
[0020] 表1.本发明各实施例及对比例的化学组分取值列表（wt%)
【权利要求】
1. 一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量为：c:0? 185?0? 28%、Si:0. 01 ?0? 02%、Mn :1. 5?2. 5%、Cr :1. 12?1. 5%、A1 :0? 2?0? 3%、S〈0. 005%、 P〈0. 01%、N〈0. 01%，余量为Fe及不可避免杂质。
2. 如权利要求1所述的一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢，其特征在于：C的重量百 分比含量为〇? 208?0? 256 %。
3. 如权利要求1所述的一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢，其特征在于：Mn的重量 百分比含量为1.6?1.9 %。
4. 如权利要求1所述的一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢，其特征在于：Cr的重量 百分比含量为1. 16?1. 46 %。
5. 生产权利要求1所述的一种高强度中碳低硅铝系冷轧双相钢的方法，其步骤： 1) 经冶炼、连铸成坯及常规对铸坯加热后进行热轧，其中，控制精轧终轧温度在800? 900。。； 2) 进行卷取，控制卷取温度在560?660°C ; 3) 经常规酸洗后冷轧，控制其总压下率在5(T70% ; 4) 进行镀锌前退火，控制其均热保温温度在780?840°C，退火时间为18(T240s ; 5) 进行冷却，在冷却速度为15?25°C /s下冷却至470?520°C ; 6) 进行均衡保温，在温度为460?465°C下均衡3~5s ; 7) 进行镀锌，控制锌液温度在458?462°C ; 8) 风冷至室温。
【文档编号】C21D8/02GK104328349SQ201410644628
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】王辉, 叶仲超, 林承江, 胡宽辉, 潘利波, 刘文艳, 周少云, 刘祥东, 孙方义 申请人:武汉钢铁(集团)公司