一种780MPa级的高强塑积Fe-Mn-Al-C系轻质钢及其制备方法与流程

一种780mpa级的高强塑积fe
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c系轻质钢及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及汽车用钢制造技术领域，尤其涉及一种780mpa级的高强塑积fe
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c系轻质钢及其制备方法。


背景技术：

2.当前，汽车工业的发展趋势是节能、减重、环保和提高安全性，采用轻质材料来减轻质量可以达到这个目的，其中最有效的措施是利用低密度材料，从而减轻车的整体质量。轻质钢中加入一定量的铝，能够在一定程度上减小钢的密度，因此受到了现代汽车行业及其他制造行业的广泛关注。热轧汽车钢材料的力学性能直接影响着成形性能，随着制造汽车零部件的造型越来越复杂，对汽车材料的力学性能考验越来越严峻，为了满足市场的需求，迫切需要进行高强塑积的热轧轻质汽车钢的研制开发。
3.cn104674109a公开了“一种低密度fe
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c系冷轧汽车用钢板及制备方法”，其不足之处在于成本较高的前提下，强塑积只达到了40gpa％。cn109554621a公开了“一种低密度fe
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c热轧q&p钢及其制造方法”，不足之处在于强塑积只达到22gpa％，以及轻量化效果不明显。cn109554622a公开了“淬火至贝氏体区获得q&p组织的热轧fe
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c钢及制造方法”，不足之处在于强塑积只达到了21gpa％，以及轻量化效果不明显。cn111676409a公开了一种低密度低成本fe
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c中熵合金的制备方法，不足之处在于其生产方式为铸造，成本高，不适合汽车钢大批量生产的需求。cn108642403a公开了“一种780mpa级超高强度fe
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c系轻质铸钢及其制备方法”，不足之处在于其需要添加稀土元素以及v等元素，成本较高，轻量化效果不明显。
4.现有技术存在强塑积小、轻量化效果不明显、铸造生产成本高等诸多不足。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种780mpa级的高强塑积fe
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c系轻质钢及其制备方法，热轧轻质钢卷或钢板具有低密度、高强度、高延伸率、抗拉强度高、强塑积的优点；生产工艺稳定，生产成本低，实施性强，易操作，在传统生产线上能够实现工业化生产。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
7.一种780mpa级的高强塑积fe
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mn
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c系轻质钢，其化学成分按重量百分比为：
8.c：0.76％～0.95％，si：0.3％～0.5％，mn：16％～19％，p：≤0.050％，s:≤0.050％，al：8.5～11％，余量为fe和不可避免的杂质。
9.一种780mpa级的高强塑积fe
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c系轻质钢的制备方法，工艺流程为转炉冶炼
→
连铸
→
热连轧，具体包括如下步骤：
10.1)转炉冶炼：按上述重量百分比进行配料，通过转炉进行冶炼，得到满足上述成分要求的钢水，钢水温度控制在1530℃～1650℃；
11.2)连铸：浇铸温度控制在1350～1500℃，控制连铸坯厚度为120～180mm；
12.3)热连轧：铸坯入炉温度控制在400～700℃，加热温度控制在1100～1250℃；开轧温度为1050～1150℃，终轧温度在900℃以上；卷曲温度在650℃以上，卷曲温降大于4℃/s，热轧卷厚度为3～6mm。
13.与现有方法相比，本发明的有益效果是：
14.1)本发明的钢材含有一定量的al，al元素可以有效的降低钢的密度，达到轻量化目的，有利于在钢中形成残余奥氏体。
15.2)本发明采用转炉冶炼
→
中薄板坯连铸连轧的生产工艺，在传统的生产线上能够实现轻质钢的工业化生产，不需要添加新的生产设备，具有生产成本低、生产工艺稳定、实施性强、易操作的优点。
16.3)热轧轻质钢卷(或钢板)抗拉强度大于780mpa，延伸率大于55％，强塑积大于43gpa％，密度在6.98
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7.15g/cm3的热轧轻质钢，具有低密度，高强度，高延伸率的优点。
具体实施方式
17.本发明公开了一种780mpa级的高强塑积fe
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c系轻质钢及其制备方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
18.一种780mpa级的高强塑积fe
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c系轻质钢，其化学成分按重量百分比为：
19.c：0.76％～0.95％，si：0.3％～0.5％，mn：16％～19％，p：≤0.050％，s:≤0.050％，al：8.5～11％，余量为fe和不可避免的杂质。
20.c：为钢中成本最低、稳定效果最好的奥氏体稳定元素，同时具有良好的固溶强化效果。c元素含量过低，会降低钢的强度和奥氏体的稳定性；c元素含量过高，容易在晶界处析出碳化物，降低钢的性能。因此，c元素含量的范围为0.75％～0.95％。
21.mn：钢中的奥氏体稳定元素。mn元素含量过低，会导致钢板发生马氏体相变，降低钢板的塑性。因此，mn元素含量的范围为16％～19％。
22.si：在钢中主要起到脱氧的作用，减少钢中的夹杂。si元素含量过低，起不到脱氧的作用；si元素含量过高，会降低钢板的表面质量。
23.al：在钢中主要起到降低钢材密度，抑制渗碳体的形成，有利于在钢中形成残余奥氏体。al元素含量过低，会导致钢板密度降低不明显和不利于形成残余奥氏体；al元素含量过高，会导致连铸生产困难和力学性能下降。
24.p：是钢中的有害元素，其含量越低越好。
25.s：是钢中的有害元素，其含量越低越好。
26.一种780mpa级的高强塑积fe
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mn
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c系轻质钢的制备方法，工艺流程为转炉冶炼
→
连铸
→
热连轧，具体包括如下步骤：
27.1)转炉冶炼：按上述重量百分比进行配料，通过转炉进行冶炼，得到满足上述成分要求的钢水，钢水温度控制在1530℃～1650℃；
28.2)连铸：浇铸温度控制在1350～1500℃，控制连铸坯厚度为120～180mm；
29.3)热连轧：铸坯入炉温度控制在400～700℃，加热温度控制在1100～1250℃；开轧
温度为1050～1150℃，终轧温度在900℃以上；卷曲温度在650℃以上，卷曲温降大于4℃/s，热轧卷厚度为3～6mm。
30.通过上述方法可以得到抗拉强度大于780mpa，延伸率大于55％，强塑积大于43gpa％，密度在6.98
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7.15g/cm3的热轧轻质钢。
31.【实施例】
32.一种780mpa级的高强塑积fe
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c系轻质钢化学成分，按重量百分比由以下组分组成，见表1：
33.表1一种780mpa级高强塑积fe
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c系轻质钢化学成分wt％
[0034][0035][0036]
一种780mpa级的高强塑积fe
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c系轻质钢的制备方法，工艺流程为转炉冶炼
→
连铸
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热连轧。热轧工艺见表2，力学性能见表3。
[0037]
表2一种780mpa级高强塑积fe
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c系轻质钢热轧工艺参数
[0038]
实施例加热温度(℃)开轧温度(℃)终轧温度(℃)卷曲温度(℃)112501131920652212501109930654312301148923672412301122905680512101101943663611901100922652
[0039]
表3一种780mpa级高强塑积fe
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c系轻质钢力学性能
[0040]
实施例rp0.2(mpa)rm(mpa)a50(％)n156379055.40.23256079855.70.23360681054.50.22458280255.00.22557279354.80.21657978155.30.22
[0041]
本发明热轧轻质钢卷或钢板具有低密度、高强度、高延伸率、抗拉强度高、强塑积的优点。本发明生产工艺稳定，生产成本低，实施性强，易操作，在传统生产线上能够实现工业化生产。
[0042]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。