一种800MPa级热轧高扩孔钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轧钢技术领域，特别涉及一种抗拉强度达SOOMPa级的热轧高扩孔钢 板及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 随着汽车工业的快速发展，汽车对钢铁材料的要求也愈发严格。在对钢铁材料的 力学性能要求提高的同时，还提高了钢在高强度条件下的可加工性要求，以满足各种汽车 零件对加工性能的特殊要求。作为车辆的重要组成部分，汽车车轮和底盘等部件由于形状 复杂，且在制造过程中需要进行包括拉伸翻边、弯曲、扩孔等成形方式，因此对钢板的成形 性，尤其是扩孔性能提出了较高的要求。在此种条件下，由大量铁素体和少量贝氏体组成的 具有优异扩孔性能的热轧高扩孔钢得到了汽车生产商的广泛关注。与同级别的高强度低合 金钢相比，高扩孔钢除了具有良好的扩孔性能外，还具有良好的强度-疲劳性能配合以及 高的总延伸率等特点，市场前景广阔。
[0003] 专利US2006096678中提出了一种780MPa级热轧高扩孔钢，其化学成分中含有 0· 04 ~0· 15% C、0 ~1. 5% Si、0. 5 ~1. 6% Μη、0· 03 ~0· 5% Μο、0· 03 ~0· 15Ti，钢板 终轧后采用分段冷却工艺，卷曲温度为350~500°C，钢板的显微组织由铁素体和贝氏体组 成，抗拉强度高于780MPa，扩孔率> 60%，其缺点为钢中含有Mo元素，导致成本较高，且轧 后需进行分段冷却，冷却工艺复杂。
[0004] 专利JP2006305700提出了一种780MPa级高扩孔钢，其采用C-Si-Mn-Nb-Ti的成 分设计，钢板在400~650°C进行卷取，获得的钢板的扩孔率大于68%，但钢板在卷取后需 进行时效处理。
[0005][0006]
【发明内容】
[0007] 本发明的目的旨在提供一种低成本、易生产，且具有良好力学性能和扩孔性能的 800MPa级热轧高扩孔钢板及其制造方法。
[0008] 为此，本发明所采取的技术解决方案是：
[0009] 一种80010^级热轧高扩孔钢板，其化学成分质量百分数为：0.05%~0.10%(：、 0· 2%~1. 0% Si、l. 0%~1. 8% Μη、0· 02%~0· 08% Als、0. 03%~0· 08% Nb、0. 01%~ 0.05Ti，并限制P < 0.008%、S < 0.004%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0010] 钢板的最终组织由铁素体和贝氏体组成，其中铁素体体积分数为70%~90%，贝 氏体体积分数为10 %~30%。
[0011] 本发明钢板成分中各元素的主要作用为：
[0012] C:碳是钢中最主要的固溶强化元素，是钢材强度的保证。考虑到焊接性、成形 性等，碳含量不能过高，而碳含量太低则会使钢板的强度降低，本发明中碳的最优范围为 0· 05-0. 10%〇
[0013] Si :硅是铁素体形成元素，可以加速奥氏体向铁素体的转变，促进铁素体的形成； 同时，Si还起到固溶强化作用，提高钢板的强度。然而，钢中过高的硅会使热轧钢板表面质 量恶化。本发明中硅的最优成分设为0. 2-1. 0%。
[0014] Μη :锰起到固溶强化作用，可推迟珠光体转变。但锰含量过高，在推迟珠光体转变 的同时，也推迟铁素体的析出，降低钢板的塑性，反之组织中易出现珠光体。因此，本发明中 锰含量为1. 〇% -1. 80%。
[0015] Α1 :铝是钢中的脱氧元素，减少钢中的氧化物夹杂、纯净钢质，有利于提高钢板的 成形性能。
[0016] P、S :磷和硫在本发明中为杂质元素，应越低越好。
[0017] Nb:固溶状态的铌能够抑制热变形过程中静态和动态再结晶，提高再结晶终止温 度，增大了轧制过程中后几道次的应变累积，促进奥氏体向铁素体的转变，并使铁素体晶粒 得到细化。铌与碳和氮结合形成小的碳氮化物也可延迟再结晶，阻止奥氏体晶粒长大，并有 明显细晶强化效果。但铌含量过高会对铁素体相变产生不利影响，因此本发明中铌含量的 最优范围在0. 03-0. 08%之间。
[0018] Ti :钛具有析出强化、细晶强化和抑制奥氏体再结晶等作用。在钢中复合添加铌和 钛元素，能够有效提高其碳氮化物的析出量，并通过沉淀强化显著提高钢板的强度和冷成 形性能。此外，在钢中加入一定量的钛能够改善钢的焊接性能。本发明中钛含量的最优范 围在0.01-0. 05%之间。
[0019] -种800MPa级热轧高扩孔钢板的制造方法，其特征在于：
[0020] 1、加热工艺：将板坯在加热炉中加热到1220±20°C，并保温1~3h。较高的加热 温度和合适的保温时间使板坯中合金元素完全固溶、板坯成分均匀，并起到控制原始奥氏 体晶粒尺寸及节约能源等作用。
[0021] 2、轧制工艺：采用两阶段控制轧制，再结晶区轧制温度> 1050°C，未再结晶区终 轧温度为840~920°C，成品厚度为2. 0~6. 0_。
[0022] 3、冷却工艺：终轧后采用连续层流冷却，冷却速率为20~40°C/s。冷却速率较慢， 会使钢板组织中铁素体晶粒尺寸较大，含量过高，对钢板的强度不利；反正，冷却速率较快， 会降低组织中铁素体的含量，恶化钢板的力学性能和扩孔性能。在合理的冷却速率范围内， 采用易于控制的连续层流冷却工艺可使铁素体晶粒大量快速的析出，在抑制铁素体晶粒长 大的同时，还使铁素体的含量得到了保证。
[0023] 4、卷取温度：卷取温度为420~550°C。卷取温度过高组织中易出现珠光体，卷取 温度过低组织中会出现马氏体组织。
[0024] 本发明的有益效果为：
[0025] 1、与同级别的热轧高扩孔钢板相比，本发明钢板的成分中合金含量相对较少，成 本较低。
[0026] 2、本发明热轧高扩孔钢板轧后冷却工艺简单，钢板性能均匀性较好。
[0027] 3、本发明热轧高扩孔钢板的力学性能优良，具有良好的强度和扩孔率匹配，钢板 的抗拉强度大于800MPa，屈服强度大于600MPa，延伸率高于18 %，扩孔率高于70 %，特别适 合制作形状复杂的汽车部件。
【具体实施方式】
[0028] 本发明实施例是将厚度为60~100mm的板坯加热到1220±20°C，保温1~3小时 后在Φ500πιπι二辊可逆式热轧机组上进行两阶段控轧，再结晶区轧制温度大于1050°C，未 再结晶区终轧温度为840~920°C。终轧后采用连续冷却，冷却速率为20~40°C /s，卷取 温度为420~550°C，成品厚度为2. 0~6. (tom。
[0029] 本发明的5个实施例的具体化学成分见表1 ;温度制度见表2 ;钢板的组织及性能 见表3。
[0030] 表1实施例1~5化学成分wt %
[0031]
[0032] 表2实施例1~5温度制度
[0033]
[0034] 表3实施例1~5组织及力学性能
[0035]
【主权项】
1. 一种800MPa级热轧高扩孔钢板，其特征在于，其化学成分质量百分数为：0. 05%~ 0· 10%C、0. 2%~1. 0%Si、l. 0%~1. 8%Μη、0· 02%~0· 08%Als、0. 03%~0· 08% Nb、 0. 01%~0. 05Ti，并限制P< 0. 008%、S<0. 004%，余量为Fe和不可避免的杂质。2. 根据权利要求1所述的SOOMPa级热轧高扩孔钢板，其特征在于，钢板的最终组织 由铁素体和贝氏体组成，其中铁素体体积分数为70%~90%，贝氏体体积分数为10%~ 30% 〇3. -种如权利要求1所述SOOMPa级热轧高扩孔钢板的制造方法，其特征在于： (1)加热工艺：将板坯在加热炉中加热到1220±20°C，并保温1~3h; ⑵轧制工艺：采用两阶段控制轧制，再结晶区轧制温度> 1050°C，未再结晶区终轧温 度为840~920°C，成品厚度为2. 0~6. 0_ ; (3) 冷却工艺：终轧后采用连续层流冷却，冷却速率为20~40°C/s; (4) 卷取温度：卷取温度为420~550°C。
【专利摘要】一种800MPa级热轧高扩孔钢板及其制造方法，化学成分质量分数为：0.05～0.10％C、0.2～1.0％Si、1.0～1.8％Mn、0.02～0.08％Als、0.03～0.08％Nb、0.01～0.05Ti，P＜0.008％、S＜0.004％，余为Fe和杂质。钢板的最终组织由铁素体和贝氏体组成。板坯加热温度1220±20℃,保温1～3h；采用两阶段控轧，再结晶区轧制温度＞1050℃，未再结晶区终轧温度840～920℃，成品厚度2.0～6.0mm；轧后连续层流冷却速率为20～40℃/s；卷取温度420～550℃。本发明工艺简单，钢板性能均匀，合金含量较少，成本较低；钢板力学性能优良，具有良好的强度和扩孔率匹配，其抗拉强度＞800MPa，屈服强度＞600MPa，延伸率＞18％，扩孔率＞70％，特别适合制作形状复杂的汽车部件。
【IPC分类】C22C38/14, C21D8/02
【公开号】CN105483545
【申请号】CN201410479582
【发明人】董毅, 时晓光, 韩斌, 刘仁东, 于宁, 杨卫, 管成平, 徐鑫, 高秀梅
【申请人】鞍钢股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日