專利名稱：一種抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板及其制造方法
技術領域：
本發明屬于鋼鐵生產技術領域，特別涉及一種抗拉強度達到780MPa級主要適用于汽車領域的熱軋雙相鋼板及其制造方法。
背景技術：
由軟相鐵素體和硬相馬氏體組成的雙相鋼以其優越的力學性能和成形性能，廣泛應用于汽車工業。而近年來，隨著汽車工業的迅速發展，汽車結構輕量化顯得日益重要。在 國際鋼鐵協會制定的超輕鋼車體計劃(ULSAB)中，超輕汽車用鋼材可以使汽車車身強度提高到現有強度的132%，車重減輕35%，而且不再需要增加補強部件，可以大幅減少制造成本，節能減排效果顯著。而在超輕鋼車體中，雙相鋼將占車體總質量的74. 3%，其中高強度雙相鋼占絕大部分。目前各鋼廠和研究機構已開發出多個級別的熱軋雙相鋼板，但其仍然存在一定缺陷，主要可分為兩個方面一是成分中含有較高的Si元素或貴重合金元素(如Mo)，使鋼材分別出現表面質量較差、成本較高等問題，很難打入市場；另一大缺陷為終軋后冷卻路徑復雜，導致鋼板的性能波動較大，且對于Si-Mn系熱軋雙相鋼而言，還存在卷取溫度較低，對卷取設備的要求較高等問題。這些都對熱軋雙相鋼板的大規模生產應用產生較大影響。公開號為CN101717886A的專利中提出了一種抗拉強度為650MPa級的熱軋雙相鋼板及其制造方法，雖然其成本較低，軋后冷卻工藝也相對簡單，但其成分中Si含量較高，這將導致鋼板出現表面質量問題，同時其卷取溫度較低(低于300°C)，這又要求卷取設備具有較強的卷取能力，而傳統熱連軋機組的卷取能力達不到要求。公開號為CN1807670A、CN1807669A和CN101880825A的專利中也出現類似問題。公開號為CN1793400A的專利中提到的熱軋雙相鋼板雖然強度較高，但其在終軋后采用分段冷卻工藝，這將導致冷卻工藝的復雜難以控制，從而影響到鋼板最終組織和性能的均勻性。而公開號為CN1970813A的專利中提到的熱軋雙相鋼的生產方法除了在軋后采用分段冷卻工藝外，其成分中的Si含量也較聞。鑒于上述問題，開發經濟型、易生產、表面質量好的熱軋雙相鋼板成為當前趨勢。

發明內容
針對汽車用鋼領域的發展需求以及現有熱軋雙相鋼板生產所存在的問題，本發明提供一種經濟型、易生產、綜合性能良好的抗拉強度達到780MPa級的熱軋雙相鋼板及其制造方法。本發明以傳統C-Si-Mn系熱軋雙相鋼成分為基礎,在降低Si含量的同時,添加一定量的Cr、Nb和少量Ti元素，通過兩階段控軋，并在軋后采用簡單冷卻路徑和中溫卷取，獲得抗拉強度達到780MPa級以上，顯微組織為鐵素體與馬氏體的雙相鋼板。本發明抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板的化學成分按質量百分數為C O. 07°/Γ(). 12%、Si O. 2°/Γθ. 7%、Μη
I.0% I. 8%、Als O. 02% O. 08%、Cr O. 5% I. 2%、Nb O. 02% O. 05%、Ti O. 01% O. 03%,并限制P〈0. 02%、S〈0. 005%，余量為Fe和不可避免的雜質。本發明鋼板最終組織中鐵素體體積分數為759Γ85%，馬氏體體積分數為15% 25%。鋼板的抗拉強度大于780MPa，屈強比低于O. 7，延伸率高于15%，η值大于等于O. 16。本發明鋼板成分的主要作用為C碳是鋼中最主要的固溶強化元素，是鋼材強度的保證，同時也是雙相鋼中馬氏體形成的必要元素?？紤]到焊接性、成形性等，碳含量不能過高，而碳含量太低則不易得到鐵素體和馬氏體雙相組織，本發明中碳 的范圍為O. 079Γ0. 12%。Si :硅是鐵素體形成元素，可以促進奧氏體向鐵素體轉變時碳向奧氏體的偏聚，對鐵素體中的固溶碳有“清除”和“凈化”作用，促進先共析鐵素體的形成，提高殘余奧氏體的穩定性。然而，鋼中過高的硅會給熱軋表面質量和涂鍍帶來麻煩。本發明中硅的含量為
0.2% 0· 7%。Mn:錳是典型的奧氏體穩定化元素，顯著提高鋼的淬透性，并起到固溶強化和細化鐵素體晶粒的作用，可顯著推遲珠光體轉變以及貝氏體轉變。但錳含量過高，在推遲珠光體轉變的同時，也推遲鐵素體的析出，反之組織中易出現珠光體。因此，選定錳含量為
1.0% 1· 80%OAl :鋁對臨界區加熱時奧氏體形態的影響與Si相似，即鋁也促使馬氏體呈纖維狀形態，鋁還可以形成AlN析出，起到一定的細化晶粒作用。鋁的范圍為O. 029Γ0. 08%。P:磷能使馬氏體島的形態發生顯著變化，使馬氏體島尺寸變細小，且均勻分布。磷的另一影響是提高α相的形成溫度，擴大形成α相的溫度范圍。但磷含量過多，會使鋼板的加工性惡化，因此將其上限定為O. 02%.S :硫通過形成MnS等硫化物夾雜，成為裂紋的起點而使加工性能惡化，因此含量越少越好，將其上限定為O. 005%。Cr:鉻是中強碳化物形成元素，顯著提高鋼的淬透性，強烈推遲珠光體轉變和貝氏體轉變。鉻可以促進碳向奧氏體擴散，增加過冷奧氏體的穩定性，并可降低鐵素體的屈服強度，更有利于獲得低屈服強度的雙相鋼。鉻的范圍為O. 59Γ1. 2%。Nb :固溶狀態的鈮能夠抑制熱變形過程中靜態和動態再結晶，提高再結晶終止溫度，增大了連軋過程中后部分機架的應變累積，促進奧氏體向鐵素體的轉變，并鐵素體晶粒得到細化。鈮與碳和氮結合形成小的碳氮化物也可延遲再結晶，阻止奧氏體晶粒長大，并有明顯細晶強化效果。但鈮含量過高會對鐵素體相變產生不利影響，因此本發明中鈮含量的范圍在O. 02% 0· 05%之間。Ti :鈦具有析出強化、細晶強化和抑制奧氏體再結晶等作用，此外，在鋼中加入一定量的鈦能夠改善鋼的焊接性能。本發明中鈦含量的范圍在O. 01°Γθ. 03%之間。本發明采用以上化學成分，通過中薄板坯連鑄連軋生產抗拉強度大于780MPa熱軋雙相鋼板，其具體的制造方法包括以下步驟(I)加熱工藝將8(T230mm厚的連鑄板坯在步進式加熱爐中加熱到1220±20°C，并保溫2 4小時。較高的加熱溫度和合適的保溫時間使板坯中合金元素完全固溶、板坯成分均勻，并起到控制原始奧氏體晶粒尺寸及節約能源等作用。(2)軋制工藝采用兩階段控制軋制，再結晶區軋制開軋溫度大于1050°C，中間坯厚度為35 60mm，未再結晶區終軋溫度為84(T920°C，成品厚度為2. 5飛mm。較高的再結晶區軋制溫度和較大的壓下量使原始奧氏體晶粒得到細化；未再結晶區階段溫度不宜過高，較低的溫度和較大的變形有利于奧氏體向鐵素體轉變。(3)冷卻工藝終軋后采用連續層流冷卻，冷卻速率為2(T40°C/S。連續的層流冷卻工藝使鐵素體晶粒大量快速的析出，在抑制鐵素體晶粒長大的同時，還使鐵素體的含量得到了保證，同時簡化了冷卻工藝。冷卻過程中冷卻速率過慢，組織中易出現珠光體，反之鋼板組織中鐵素體的含量達不到要求。(4)卷取溫度卷取溫度為50(T60(TC。卷取溫度過高組織中易出現珠光體，過低組織中會出現貝氏體組織。 本發明780MPa級熱軋雙相鋼板成分中只加入一定量的Cr元素，與傳統中溫卷取型含Mo熱軋雙相鋼相比成本大大降低；Nb的加入提高了再結晶終止溫度，使終軋溫度可以在較高的溫度下進行，從而降低了軋機的負荷；軋后采用連續冷卻工藝，簡化了生產工序，易于在連軋線上實施。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明做進一步的說明。發明實施例將厚度為8(T230mm的連鑄坯加熱到1220±20°C，保溫2 4小時后在中薄板坯連鑄連軋生產線上進行兩階段控軋，再結晶區軋制溫度大于1050°C，中間坯厚度為35飛0mm，未再結晶區終軋溫度為84(T920°C。終軋后采用連續冷卻，冷卻速率為2(T40°C /s，卷取溫度為50(T60(TC，成品厚度為2. 5飛mm。本發明的5個實施例的具體成分、溫度制度及鋼板的組織及性能見表廣表3。表I本發明實施例鋼的化學成分(wt，％)
權利要求
1.一種抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板，其特征在于鋼板的化學成分按質量百分數為C O. 07% O. 12%、Si O. 2% O. 7%、Mn I. 0% I. 8%、Als O. 02% O. 08%、Cr O. 5% I. 2%、NbO.02% 0· 05%、Ti O. 01% 0· 03%、Ρ〈0· 02%、S〈0. 005%,余量為 Fe 和不可避免的雜質。
2.根據權利要求I所述的抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板，其特征在于所屬鋼板最終組織中鐵素體體積分數為75°/Γ85%，馬氏體體積分數為15°/Γ25% ;屈強比低于O. 7，延伸率高于15%，η值大于等于O. 16。
3.—種權利要求I所述抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板的制造方法，其特征在于將8(T230mm厚的連鑄板坯加熱到1220±20°C，保溫2 4小時；采用兩階段控制軋制，再結晶區軋制開軋溫度大于1050°C，中間坯厚度為35 60mm，未再結晶區終軋溫度為84(T920°C，成品厚度為2. 5飛mm ;終軋后采用連續層流冷卻，冷卻速率為2(T40°C /s ;卷取溫度為500 600。。。
全文摘要
本發明提供一種抗拉強度780MPa級熱軋雙相鋼板及其制造方法，成分為C 0.07%~0.12%、Si 0.2%~0.7%、Mn 1.0%~1.8%、Als 0.02%~0.08%、Cr 0.5%~1.2%、Nb 0.02%~0.05%、Ti 0.01%~0.03%、P<0.02%、S<0.005%，余為Fe。方法特點將80~230mm厚的連鑄板坯加熱到1220±20℃，保溫2~4小時；采用兩階段控制軋制，再結晶區軋制開軋溫度＞1050℃，未再結晶區終軋溫度840~920℃，成品厚度2.5~6mm；終軋層流冷卻，冷速20~40℃/s，卷取溫度500~600℃。本發明與傳統中溫卷取型含Mo熱軋雙相鋼相比成本大大降低，采用較高的終軋溫度和連續冷卻工藝，既降低了軋機的負荷，又簡化了生產工序。
文檔編號C22C38/28GK102912244SQ20121041120
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者董毅, 時曉光, 劉仁東, 韓斌, 史乃安, 于寧, 王進臣, 高磊, 徐鑫, 李桂艷 申請人:鞍鋼股份有限公司