一种高强度低碳高硅锰钼铌系冷轧双相钢及生产方法
【专利摘要】一种高强度低碳高硅锰钼铌系冷轧双相钢，其组分及wt%为：C：0.06%～0.10%、Si：1.51%～2.0%、Mn：1.5%～2.5%、Mo：0.01%～0.10%、Nb：0.01%～0.05%、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；缓冷；过时效处理后冷却至室温。本发明通过采用低碳高硅，能提高铁素体的纯净度，有效改善钢的延伸性；同时添加适量钼、铌等微合金以复合强化，确保了钢的强度。通过高温退火、低温过时效处理，有效保证双相钢第二相的比例及第二项马氏体的微观形貌，从而有效的保证了钢板的强度。并在保证汽车安全性不降低的前提下，将其抗拉强度增至800MPa以上，延伸率A80mm≥18%，满足汽车轻量化及高强化的发展要求。
【专利说明】一种高强度低碳高硅锰钼铌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，具体地属于一种高强度低碳高硅锰钥铌系 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] 对于双相钢而言，成分设计是非常重要的环节，它对后期退火冷却速度的设计以 及第二相马氏体相的获得起着决定性作用。碳和锰是双相钢的主要合金化元素，为了满足 不同的退火工艺设计和不同的强度要求，Si,Cr,Mo,Al、Ti以及Nb也经常作为合金元素独 立或复合添加，以满足生产工艺与力学性能的综合设计要求。
[0005] 随着强度的提高，为了获得高强度，在不断增加钢种碳含量的同时，钢中的合金元 素譬如Si、Mn、Mo、Nb、Cr等添加量需不断增加。但是随着合金含量的不断增加，在实现双 相钢力学性能的同时，钢板的延伸率大大降低。譬如传统SOOMPa双相钢力学性能在强度大 于800MPa时，其延伸率仅为149Γ17%，大大影响了钢板的综合成形性能。因此，在高强度双 相钢研发过程中，除了关注强度提高的同时，应该同时关注钢板的成形性能特别是延伸率 指标。如经检索，中国专利申请号为CN201110409715.9的专利文献，其公开了一种具有高 强度和高塑性的双相钢及其生产方法，所述双相钢的化学成分重量百分比为：C:0. 07%? 0· 19%、Si:0· 10% ?0· 50%、Mn:1· 00% ?2· 30%、P:彡 0· 020%、S彡 0· 015%、N彡 0· 008%、A1 : 0· 02% ?0· 07%、Mo:彡 0· 40%、Nb:彡 0· 06% ;中国专利申请号为CN201110071272. 7 的专利 文献，其中公开了一种SOOMPa级冷轧双相钢及其制造方法，所述化学成分重量百分比为： 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%。
[0006] 本发明在综合考虑钢板强度及成形性能的基础上，通过创新性的采用低碳、高硅 设计，同时添加适量Mo、Nb进行微合金化，成功开发出一种高延伸率的800MPa级冷轧双相 钢冷轧板。
[0007] 本 申请人:开展了一种低碳高硅锰钥铌系的SOOMPa级冷轧双相钢实验室研究，结 果表明，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】
[0008] 本发明针对目前常规SOOMPa双相钢强度达标但延伸率偏低导致零件成形能力不 足的现状，提供一种通过采用低碳高硅锰钥铌系成分设计，成功开发出延伸率A8tlnmS18% 的800MPa级低碳高硅锰钥铌系冷轧双相钢及生产方法。
[0009] 实现上述目的的技术措施： 一种高强度低碳高硅锰钥铌系冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量为：C: 0· 069Γ0. 10%、Si:I. 519Γ2. 0%、Mn: 1. 5%?2· 5%、Μο:0· 019Γ0. 10%、Nb:0. 019Γ0. 05%、 S〈0. 005%、P〈0. 01%、N〈0. 01%，余量为Fe及不可避免杂质。
[0010]优选地：C:0· 073%?0· 092%、Si: 1. 51%?1. 8%、Mn: 1. 8%?2. 4%、Μο:0· 05%?0· 10%、 Nb:0. 039Γ0. 05%。 toon] 生产一种高强度低碳高硅锰钥铌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? 9000C； 2) 进行卷取，控制卷取温度在560?640°C; 3) 经常规酸洗后冷轧，控制其总压下率在65%?70% ; 4) 进行镀锌前退火，控制其均热保温温度在800-850°C，退火时间为18(T240s; 5) 进行缓冷，冷至650-680°C;接着进行快速冷却，在冷却速度大于25°C/s下冷却至 270-3000C； 6) 然后在26(T290°C范围内过时效处理后直接冷却至室温。
[0012] 本发明中各元素的作用： C:其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。在本发明中，为了确保实验钢 的延伸率，故将其范围严格控制在0. 069Γ0. 10%范围内。优选地C在0. 089Γ0. 10%。
[0013]Mn:其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γ相区的元素。 在本发明中，当Mn含量高于2. 5%时，其在推迟珠光体转变的同时，也会推迟铁素体的析出； 而当Mn含量低于1. 5%时，又容易引起珠光体转变。故将其范围严格控制在I. 59Γ2. 5%。优 选地Mn在I. 8%?2. 4%范围内。
[0014]Si:其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。为了提高双相钢的延伸率，本发明采用了高硅设计。但当其含量高于2.0%时， 会造成严重的表面富集氧化以致热轧表面恶化，低于1. 51%时，会对降低成品强度。优选地 其在L51%?1· 8%。
[0015]Mo:考虑到合金强化效果，优选地其在0· 059Γ0. 10%. Nb:考虑到合金强化效果，优选地其在0. 039Γ0. 05%。
[0016] 本发明之所以在工艺中采用高温退火、低温过时效处理工艺，其有效地保证双相 钢第二相的比例及第二相马氏体的微观形貌，从而有效的保证了钢板的强度。
[0017] 本发明与现有技术相比，采用低碳高硅，能提高铁素体的纯净度，从而有效的改善 钢的延伸性；同时添加适量钥、铌等微合金进行复合强化，确保了钢的强度性能。通过采用 高温退火、低温过时效处理工艺，有效地保证双相钢第二相的比例及第二项马氏体的微观 形貌，从而有效的保证了钢板的强度，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，延伸率A8tlmm彡18%，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? 9000C； 2) 进行卷取，控制卷取温度在560?640°C; 3) 经常规酸洗后冷轧，控制其总压下率在65%?70% ; 4) 进行镀锌前退火，控制其均热保温温度在800-850°C，退火时间为18(T240s; 5) 进行缓冷，冷至650-680°C;接着进行快速冷却，在冷却速度大于25°C/s下冷却至 270-3000C； 6) 然后在26(T290°C范围内过时效处理后直接冷却至室温。
[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. 一种高强度低碳高硅锰钥铌系冷轧双相钢，其组分及重量百分比含量为：c:0? 06%?0. 10%、Si: 1. 519T2. 0%、Mn: 1. 5%?2. 5%、Mo:0. 019T0. 10%、Nb:0. 01%?0. 05%、 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所述的一种高强度低碳高硅锰钥铌系冷轧双相钢，其特征在 于：其组分及重量百分比含量为：C :0. 073%?0. 092%、Si : 1. 51%?1. 8%、Mn: 1. 8%?2. 4%、 Mo: 0? 059T0. 10%、Nb: 0? 039T0. 05%、S〈0. 005%、P〈0. 01%、N〈0. 01%。
3. 生产权利要求1所述的一种高强度低碳高硅锰钥铌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?640°C ; 3) 经常规酸洗后冷轧，控制其总压下率在65%?70% ; 4) 进行镀锌前退火，控制其均热保温温度在800-850°C，退火时间为18(T240s ; 5) 进行缓冷，冷至650-680°C ;接着进行快速冷却，在冷却速度大于25°C /s下冷却至 270-300 °C ； 6) 然后在26(T290°C范围内过时效处理后直接冷却至室温。
【文档编号】C22C38/12GK104357740SQ201410644803
【公开日】2015年2月18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