專利名稱：一種熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法，特別是涉及一種低Si含Nb的熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法，屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
雙相鋼包括鐵素體馬氏體雙相鋼和鐵素體貝氏體雙相鋼，其中，鐵素體貝氏體雙相組織由于具有較低的屈強(qiáng)比，較高的加工硬化指數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，在形狀復(fù)雜的汽車行走部件方面有廣泛的應(yīng)用前景。目前，熱軋態(tài)鐵素體貝氏體雙相鋼的生產(chǎn)工藝主要有兩種技術(shù)路線(1)基于過(guò)冷奧氏體變形制備的細(xì)晶粒鐵素體貝氏體雙相鋼(中國(guó)專利-CN101033522A，發(fā)明名稱一種鐵素體貝氏體雙相鋼)，由于其對(duì)冷卻工藝要求較高，工業(yè)生產(chǎn)受到限制；(2)分段冷卻得到多邊形鐵素體和貝氏體雙相組織(中國(guó)專利-CN 101643880A，發(fā)明名稱高強(qiáng)度熱軋鐵素體貝氏體雙相鋼及其制造方法)，由于工藝較易控制得到廣泛應(yīng)用。上述兩種技術(shù)路線中提到的分段冷卻主要包括兩種方法終軋后先空冷再水冷；終軋后依次水冷、空冷、水冷。 根據(jù)鋼的成分不同，每種冷卻方法采用的控制參數(shù)也不同，具體包括空冷開(kāi)始溫度、空冷時(shí)間、空冷結(jié)束溫度、水冷冷速、水冷開(kāi)始溫度和水冷結(jié)束溫度等。目前，現(xiàn)有專利中鐵素體貝氏體雙相鋼的成分有以下特點(diǎn)(1)添加較多的Si元素和Al元素(中國(guó)專利-CN101643880A，發(fā)明名稱高強(qiáng)度熱軋鐵素體貝氏體雙相鋼及其制造方法)，Si含量較高時(shí)熱軋板表面質(zhì)量控制難度加大，Al含量高時(shí)增加了鋼的冶煉難度 (2)添加Cr、Mo等合金元素(中國(guó)專利-CN101603153A，發(fā)明名稱一種熱軋鐵素體貝氏體雙相鋼及其生產(chǎn)方法)，Cr、Mo合金元素的添加無(wú)疑增加了鋼的成本；(3)添加微合金元素Nb、 Ti、V等，Nb、Ti、V等合金元素的添加量較多時(shí)會(huì)提高鋼的屈強(qiáng)比值，損害鋼的沖壓性能。綜上可以看出，現(xiàn)有的雙相鋼及生產(chǎn)方法存在各種缺陷，因此，開(kāi)發(fā)制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，表面質(zhì)量和機(jī)械性能良好的鐵素體貝氏體雙相鋼已成為業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于適應(yīng)汽車工業(yè)的發(fā)展需求，提供一種低成本、工藝簡(jiǎn)單、抗拉強(qiáng)度范圍在650MPa 750MPa級(jí)的熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案
一種熱軋雙相鋼，鋼的化學(xué)成分按重量百分比為:C :0. 06 0. 10%、Si 0. 10-0. 50%、 Mn :1. 00 1. 60%、P 彡0. 02、S 彡0. 02、Nb :0. 02 0. 05，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)； 所述熱軋雙相鋼具有多邊形鐵素體與貝氏體雙相組織。所述的一種熱軋雙相鋼的生產(chǎn)方法，工藝包括鋼板均熱一控制軋制一控制冷卻 —卷取，其特征在于，控制軋鋼工藝參數(shù)如下
⑴將所述的熱軋雙相鋼鋼錠放入溫度范圍為1180 1250°C的爐子中隨爐升溫，保溫 0. 5 汕后開(kāi)始軋制；⑵采用兩階段控制軋制，奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為940 1100°C，控制奧氏體再結(jié)晶區(qū)變形量在50% 70% ；奧氏體非再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為800 940°C，奧氏體非再結(jié)晶區(qū)變形量30% 50% ；終軋溫度為800 850°C ；
⑶熱軋后采用分段冷卻工藝，第一階段終軋后在空氣中待溫5 10s，隨后以40°C / s 70°C /s的冷速冷卻至680 700°C;第二階段在空氣中待溫10 15s，最后以40°C / s 70°C /s的冷速冷至500 550 °C ；
⑷所述的卷取工藝為將熱軋板層流冷卻至500 550°C后卷取，送至板卷庫(kù)。本發(fā)明成分設(shè)計(jì)特點(diǎn)是低Si含Nb，其作用和強(qiáng)化機(jī)理如下
硅Si是鐵素體/貝氏體雙相鋼中常用的固溶強(qiáng)化元素，能夠強(qiáng)化鐵素體基體，縮小鐵素體/貝氏體兩相硬度差，從而提高鋼的拉伸翻邊性能；另外，Si是非碳化物形成元素， 能夠抑制滲碳體形成，阻礙珠光體相變，從而擴(kuò)大鐵素體相變溫度區(qū)間，擴(kuò)大軋制和冷卻溫度窗口，有利于生產(chǎn)工藝的實(shí)現(xiàn)。目前，現(xiàn)有雙相鋼成分中Si的含量按重量百分比通常在 0. 50%以上，但Si含量高會(huì)造成鋼的表面質(zhì)量控制難度加大，同時(shí)，鋼板的鍍性能差。所述熱軋雙相鋼的Si含量按重量百分比在0. 10 0. 50%范圍內(nèi)，保證了鋼板表面質(zhì)量和鍍性能。鈮Nb是碳氮化物形成元素，主要作用為軋制和冷卻過(guò)程中細(xì)小碳氮化鈮析出， 顯著提高鋼的強(qiáng)度。已有雙相鋼中除添加Nb元素以外，通常還添加了具有同樣作用的Ti、 V等元素，此類元素添加量多時(shí)，雖然能夠提高鋼的強(qiáng)度，但損害了鋼的成形性能。所述熱軋雙相鋼只添加按重量百分比在0. 02 0. 05%的Nb元素，在提高強(qiáng)度同時(shí)也保證了鋼的成形性。本發(fā)明一種熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法將所述熱軋雙相鋼板通過(guò)熱軋及分段控制冷卻工藝，得到具有多邊形鐵素體與貝氏體雙相組織的鋼板。產(chǎn)品屈服強(qiáng)度440 500MPa， 抗拉強(qiáng)度650MPa 750MPa，延伸率18 25%，屈強(qiáng)比小于0. 7，具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
(1)由于在簡(jiǎn)單的C-Mn系鋼中只添加了合金元素Nb，成本低廉；
(2)所述鋼成分中Si含量按重量百分比低于0.5%，保證了鋼板表面質(zhì)量和鍍性能；
(3)鋼板抗拉強(qiáng)度高，屈強(qiáng)比低，沖壓性能好；
(4)鋼板強(qiáng)度和韌性匹配好，初始加工硬化速率高。


附圖1是一種熱軋雙相鋼的均熱、軋制和冷卻工藝示意圖；圖中T1 終軋后空氣中待溫溫度A 終軋后空氣中待溫時(shí)間A 終軋后第一段水冷冷速；τ2 第一段水冷后空氣中待溫溫度；t2:第一段水冷后空氣中待溫時(shí)間；C2 第二段水冷冷速；T3 終冷溫度；Ciol 卷取工藝；F 鐵素體；P 珠光體；B 貝氏體；Ms 馬氏體相變開(kāi)始點(diǎn)。附圖2是一種熱軋雙相鋼顯微組織示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 鋼錠經(jīng)50kg真空感應(yīng)爐冶煉，其化學(xué)成分如表1所示。軋制在實(shí)驗(yàn)室 550mm可逆軋機(jī)上進(jìn)行。軋制工藝為將鋼錠加熱至1200°C左右，保溫lh，奧氏體再結(jié)晶區(qū)開(kāi)始軋制溫度約為1150°C，奧氏體非再結(jié)晶區(qū)開(kāi)始軋制溫度為950°C，終軋溫度為840°C。 奧氏體再結(jié)晶區(qū)經(jīng)過(guò)2道軋制，壓下率為60% ；奧氏體非再結(jié)晶區(qū)經(jīng)過(guò)4道軋制，壓下率為 40% ；材料厚度由50mm軋到6mm。如圖1所示，其冷卻工藝為終軋后空氣中待溫溫度T1 840°C，終軋后空氣中待溫時(shí)間、:5s ；水冷冷速C1 :42°C /s ；第二次空氣中待溫溫度T2 700°C，第二次空氣中待溫時(shí)間t2:10s ；水冷冷速C2 :50°C /s ；卷取溫度T3 550°C。所得鋼材力學(xué)性能如表2所示，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。實(shí)施例2 鋼錠經(jīng)50kg真空感應(yīng)爐冶煉，其化學(xué)成分如表1所示。軋制在實(shí)驗(yàn)室 550mm可逆軋機(jī)上進(jìn)行。均熱和軋制工藝為將鋼錠加熱至1200°C左右，保溫lh，奧氏體再結(jié)晶區(qū)開(kāi)始軋制溫度為1150°C，奧氏體非再結(jié)晶區(qū)開(kāi)始軋制溫度為940°C，終軋溫度為 8300C。奧氏體再結(jié)晶區(qū)經(jīng)過(guò)2道軋制，壓下率為65% ；奧氏體非再結(jié)晶區(qū)經(jīng)過(guò)4道軋制， 壓下率為35% ；材料厚度由50mm軋到6mm。如圖1所示，其冷卻工藝為終軋后空氣中待溫溫度T1 :820°C，終軋后空氣中待溫時(shí)間、:7s ；水冷冷速C1 :45°C /s ；第二次空氣中待溫溫度丁2 :690°C，第二次空氣中待溫時(shí)間t2 =Ils ；水冷冷速C2 :58°C /s ；卷取溫度T3 :530°C。所得鋼材力學(xué)性能如表2所示。實(shí)施例3 鋼錠經(jīng)50kg真空感應(yīng)爐冶煉，其化學(xué)成分如表1所示。軋制在實(shí)驗(yàn)室 550mm可逆軋機(jī)上進(jìn)行。軋制工藝為將鋼錠加熱至1200°C左右，保溫lh，奧氏體再結(jié)晶區(qū)開(kāi)始軋制溫度為1150°C，奧氏體非再結(jié)晶區(qū)開(kāi)始軋制溫度為935°C，終軋溫度為800°C。 奧氏體再結(jié)晶區(qū)經(jīng)過(guò)2道軋制，壓下率為70%;奧氏體非再結(jié)晶區(qū)經(jīng)過(guò)4道軋制，壓下率為 30% ；材料厚度由50mm軋到6mm。如圖1所示，其冷卻工藝為終軋后空氣中待溫溫度T1 820°C，終軋后空氣中待溫時(shí)間、:8s ；水冷冷速C1 :43°C /s ；第二次空氣中待溫溫度T2 680°C，第二次空氣中待溫時(shí)間t2: Hs ；水冷冷速C2 :60°C /s ；卷取溫度T3 :500°C。所得鋼材力學(xué)性能如表2所示。表1實(shí)施例實(shí)際化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％，余量為狗)
權(quán)利要求
1.一種熱軋雙相鋼，其特征在于鋼的化學(xué)成分按重量百分比為c :0. 06 0. 10%、 Si 0. 10-0. 50%、Mn :1. 00 1. 60%、P ( 0. 02、S ( 0. 02、Nb :0. 02 0. 05，其余為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種熱軋雙相鋼，其特征在于所述熱軋雙相鋼具有多邊形鐵素體與貝氏體雙相組織。
3.如權(quán)利要求1所述的一種熱軋雙相鋼的生產(chǎn)方法，工藝包括鋼板均熱一控制軋制 —控制冷卻一卷取，其特征在于，控制軋鋼工藝參數(shù)如下⑴將權(quán)利要求1所述的熱軋雙相鋼鋼錠加熱至1180 1250°C，保溫0. 5 池后開(kāi)始軋制；⑵采用兩階段控制軋制，奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為940 1100°C，控制奧氏體再結(jié)晶區(qū)變形量在50% 70% ；奧氏體非再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為800 940°C，控制奧氏體非再結(jié)晶區(qū)變形量30% 50% ；終軋溫度為800 850°C ；⑶熱軋后采用分段冷卻工藝，第一階段終軋后在空氣中待溫5 10s，隨后以40°C / s 70°C /s的冷速冷卻至680 700°C;第二階段在空氣中待溫10 15s，最后以40°C / s 70°C /s的冷速冷至500 550 °C ；⑷所述的卷取工藝為將熱軋板層流冷卻至500 550°C后卷取，送至板卷庫(kù)。
全文摘要
一種熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)工藝，屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，可用于制造高強(qiáng)度汽車車輪等結(jié)構(gòu)件，鋼的化學(xué)成分重量百分比為C0.06～0.10%、Si0.10-0.50%、Mn1.00～1.60%、P≤0.02、S≤0.02、Nb0.02～0.05，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)；具有多邊形鐵素體與貝氏體雙相組織；生產(chǎn)工藝為對(duì)鋼錠進(jìn)行熱軋?zhí)幚砗螅侔捶侄卫鋮s工藝進(jìn)行處理，最后對(duì)鋼材進(jìn)行卷取。本發(fā)明得到的熱軋雙相鋼，屈服強(qiáng)度范圍為440～500MPa，抗拉強(qiáng)度650MPa～750MPa，延伸率18～25%，屈強(qiáng)比小于0.7，具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C22C38/12GK102400038SQ201110402359
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者代曉莉, 余廣泳, 馮軍, 朱國(guó)森, 李飛, 郭佳 申請(qǐng)人:首鋼總公司