專利名稱：抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
通過(guò)提高鋼板強(qiáng)度來(lái)減輕車(chē)身重量，達(dá)到降耗節(jié)能，減少環(huán)境污染是當(dāng)今汽車(chē)工業(yè)研究的重要課題。在不斷提高鋼板強(qiáng)度的同時(shí)，還應(yīng)具備韌性好、耐疲勞，良好的彎曲和翻邊性能。車(chē)輪是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件，它的減重節(jié)能效果是其它部件的I. 5倍。通過(guò)采用高強(qiáng)度的車(chē)輪鋼生產(chǎn)車(chē)輪，在保證性能要求的同時(shí)減輕重量，達(dá)到良好的節(jié)能環(huán)保效果。國(guó)內(nèi)有眾多連鑄連軋工藝生產(chǎn)雙相鋼的案例，但受到連鑄連軋生產(chǎn)線大批量排產(chǎn)要求和國(guó)內(nèi)熱軋雙相鋼市場(chǎng)需求量小及規(guī)格多的限制，目前市場(chǎng)上主要使用的仍是常規(guī)連·鑄連軋工藝生產(chǎn)的雙相鋼。熱軋雙相鋼由于具有優(yōu)良的強(qiáng)度和延展性、低屈強(qiáng)比和高η值等性能，能滿足以汽車(chē)車(chē)輪沖壓輪輻為代表的復(fù)雜形狀部件對(duì)高成形性能等各種特性的要求，在汽車(chē)制造業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用。熱軋雙相鋼的組織由鐵素體和馬氏體組織，由于馬氏體組織焊接性能差，熱軋雙相鋼一般適用于沖壓工藝制造輪輻或其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，不適合制造對(duì)焊接性能要求高的零件如輪輞等。為保證鐵素體的充分析出，國(guó)內(nèi)熱軋雙相鋼生產(chǎn)多采用兩段冷卻工藝。前段層流水冷卻后的空冷階段充分析出鐵素體，后段層流水冷卻到另一相的轉(zhuǎn)變溫度之下獲得馬氏體(有些是貝氏體)。為保證零件的成形性，馬氏體量一般控制在8 25%之間，馬氏體量多了，強(qiáng)度過(guò)高，成形性能差，不利于復(fù)雜零件對(duì)成形性的高要求。馬氏體量少了，成形性好，但是強(qiáng)度低了，零件的疲勞性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。所以冷卻工藝的制定需綜合考慮成形性和強(qiáng)度的匹配。目前汽車(chē)行業(yè)普遍使用33(T540MPa級(jí)別鋼種制造車(chē)輪，強(qiáng)度普遍偏低，大部分集中在低強(qiáng)度范圍，且用材厚度較厚。為適應(yīng)日益嚴(yán)格的環(huán)保和安全法規(guī)要求，同時(shí)提高自身產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越多的汽車(chē)廠采用590MPa級(jí)雙相鋼制造車(chē)輪輪輻，在保證安全的前提下，降低鋼板厚度，減輕車(chē)身自重。輪輻是安全件，隨車(chē)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)，服役條件苛刻，需應(yīng)付行駛過(guò)程中受到的各種徑向和軸向沖擊、扭轉(zhuǎn)等應(yīng)力的作用，因此對(duì)強(qiáng)度、韌性、疲勞性能要求高。輪輻也是外觀件，對(duì)表面質(zhì)量要求高，為了美觀，輪輻的外形設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，對(duì)成形性的要求也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其制造方法。該熱軋雙相鋼具有高的抗拉強(qiáng)度和低屈強(qiáng)比、優(yōu)良的冷沖壓成型和耐疲勞性能，并且其制造方法工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼，其化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為
C 0. 04 0· 10%, Mn 1. 10 1· 50%, Si 0. 10 0· 20%, Als 0. 015 O. 070%, P O. 03 O. 08%, S彡O. 008%, Cr 0. 5 I. 2%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步地，其化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)優(yōu)選為C 0. 062 O. 081%, Mn 1. 246 I. 323%, Si 0. 144 O. 19%, Als 0. 020 0· 054%, P
O.038 O. 063%, S彡O. 007%, Cr 0. 521 O. 647%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼的制造方法，按通常純凈鋼工藝進(jìn)行，包括鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄、精整、板坯加熱、熱連軋、層流冷卻、卷取的步驟，其特殊之處在于所述板坯加熱時(shí)，加熱溫度控制在118(Tl280°C ；
所述板坯粗軋時(shí)，出口熱溫度控制在104(Tll40°C;終軋溫度控制在80(T900°C，卷取溫度控制在20(T30(TC ；所述層流冷卻時(shí)，前段冷卻至60(T700°C，再空冷4 12s，后端冷卻至23(T330°C。進(jìn)一步地，所述真空處理時(shí)的合金化順序?yàn)殇X鐵、錳鐵、磷鐵、鉻鐵。再進(jìn)一步地，所述前段冷卻速度控制為4(T50°C /S。下面對(duì)本發(fā)明抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼的各元素含量限定和制造工藝限定進(jìn)行說(shuō)明。(I)化學(xué)成分碳是廉價(jià)的固溶強(qiáng)化元素。如果其重量百分含量超過(guò)O. 1%，則沖壓成形性會(huì)降低；如果其含量小于O. 04%，則不能滿足材料對(duì)強(qiáng)度的要求，所以，將其含量限定在O. 04、. 1%范圍，優(yōu)選為在O. 062 O. 081%范圍。硅是廉價(jià)而有效的鋼液脫氧元素，是為了維持母材強(qiáng)度、進(jìn)行預(yù)脫氧而添加的，如果其含量小于O. 10%,則不能發(fā)揮其效果；如果其含量超過(guò)O. 20%,則會(huì)惡化熱軋鋼板的表面質(zhì)量，所以，將其重量百分含量限定在O. 1(Γ0. 20%范圍，優(yōu)選為O. 140. 19%的范圍。錳是提高強(qiáng)度和韌性最有效的元素，可改善鋼的強(qiáng)度-延伸平衡性。但是添加多量的錳，會(huì)導(dǎo)致增加鋼的淬透性，鑒于此，將其重量百分含量上限確定為I. 50%，所以，將其含量限定在I. I (Tl. 50%范圍，優(yōu)選為I. 246 I. 323%的范圍。磷是廉價(jià)的固溶強(qiáng)化元素,過(guò)量的磷會(huì)易引起鑄還中心偏析,但是控制適量的P元素可以提升鋼板的強(qiáng)度，為了合理利用磷的作用，將其限定在O. 03、. 08%范圍，優(yōu)選為
O.038 O. 063%的范圍。硫是非常有害的元素。鋼中的硫常以錳的硫化物形態(tài)存在,這種硫化物夾雜對(duì)鋼的沖擊韌性是十分不利的，并造成性能的各向異性，因此，需將鋼中硫含量控制得越低越好。基于對(duì)鋼板冷彎成形工藝和制造成本的考慮，擬將鋼中硫含量控制在O. 008%以下。鋁是為了脫氧而添加的，當(dāng)Als含量不足O. 015%時(shí)，不能發(fā)揮其效果；另一方面，由于添加多量的鋁容易形成氧化鋁團(tuán)塊，所以，規(guī)定Als上限為O. 070%。因此，Als含量限定在O. 015 O. 070%范圍，優(yōu)選為O. 020 0· 054%的范圍。鉻可縮小奧氏體相區(qū)，擴(kuò)大熱軋工藝控制窗口，利于獲得馬氏體。當(dāng)Cr含量低于
O.5%時(shí)，難以發(fā)揮效果，當(dāng)Cr含量高于I. 2%時(shí)，鋼的淬透性大幅增加，鋼的脆性增加。綜合工藝控制及成本因素考慮，將Cr含量限定在O. 5^1. 2%，優(yōu)選為O. 52Γ0. 647%的范圍。本發(fā)明的抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼在鋼的成分設(shè)計(jì)上采用低碳、低硅，以錳、磷、鉻固溶強(qiáng)化元素為主的低合金鋼，既保證熱軋鋼板的高強(qiáng)度，又保證鋼板具有較高的拉延性能；在冶煉工藝設(shè)計(jì)上，從保證鋼質(zhì)和提高鋼的純凈度入手，進(jìn)一步降低鋼中硫含量，控制硫化夾雜物的數(shù)量及分布，確定出合理的脫氧合金化順序及爐外精煉工藝；在熱連軋工藝設(shè)計(jì)上，通過(guò)轉(zhuǎn)爐復(fù)吹和爐外精煉技術(shù)(真空處理或硅鈣處理)調(diào)整鋼水合金成分，充分發(fā)揮出所加合金化元素的作用，確定出合理的控制軋制和控制軋控冷工藝，通過(guò)控制軋制和分段層流冷卻工藝使鋼板獲得鐵素體和馬氏體雙相組織，確保成品鋼板的雙相組織及機(jī)械性能匹配。(2)制造工藝為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的熱軋雙相鋼的鐵素體+馬氏體雙相組織，本發(fā)明采用再加熱原始奧氏體組織細(xì)化控制；粗軋變形奧氏體再結(jié)晶細(xì)化控制；精軋大壓下累積變形控制；分段層流冷卻的組織細(xì)化控制技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼優(yōu)良綜合性能。實(shí)踐證明，本發(fā)明方法生產(chǎn)出的抗拉強(qiáng)度為590MPa級(jí)的熱軋雙相鋼板，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)屈強(qiáng)比低，在正拉延、反拉延時(shí)回彈小；(2)不出現(xiàn)明顯的屈服點(diǎn)降低、變形初期的加工硬化率大；(3)抗拉強(qiáng)度與延展性匹配好，具有室溫延遲失效和高的烤漆硬化性。


圖I為本發(fā)明抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼的金相組織結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其制造方法作詳細(xì)說(shuō)明。表I為本發(fā)明具體實(shí)施例鋼的化學(xué)成分重量百分比(余量為Fe及不可避免的雜質(zhì))。表I
權(quán)利要求
1.一種抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼，其特征在于它的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為C 0. 04 O. 10%, Mn 1. 10 1· 50%, Si 0. 10 0· 20%, Als 0. 015 O. 070%, P 0. 03 O. 08%,S彡O. 008%, Cr 0. 5 I. 2%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的 抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼，其特征在于它的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為C :0. 062 O. 081%, Mn 1. 246 I. 323%, Si 0. 144 O. 19%, Als O. 020 0· 054%, P 0. 038 O. 063%, S 彡 O. 007%, Cr 0. 521 O. 647%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
3.—種權(quán)利要求I所述抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼的制造方法，包括鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄、精整、板坯加熱、熱連軋、層流冷卻、卷取的步驟，其特征在于 所述板坯加熱時(shí)，加熱溫度控制在118(Tl280°C ； 所述板坯粗軋時(shí)，出口熱溫度控制在104(Tll40°C;精軋時(shí)終軋溫度控制在80(T900°C，卷取溫度控制在20(T30(TC ； 所述層流冷卻時(shí)，前段冷卻至60(T700°C，再空冷4 12s，后端冷卻至23(T330°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼的制造方法，其特征在于所述真空處理時(shí)的合金化順序?yàn)殇X鐵、錳鐵、磷鐵、鉻鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼的制造方法，其特征在于所述前段冷卻速度控制為4(T50°C /s。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種抗拉強(qiáng)度590MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其制造方法。該鋼的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為 C0.04~0.10%，Mn1.10~1.50%，Si0.10~0.20%，Als0.015~0.070%，P0.03~0.08%，S≤0.008%，Cr0.5~1.2%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該鋼的制造方法，包括鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄、精整、板坯加熱、熱連軋、層流冷卻、卷取的步驟。實(shí)踐證明，該鋼具有高的抗拉強(qiáng)度和低屈強(qiáng)比、優(yōu)良的冷沖壓成型和耐疲勞性能，并且其制造方法工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉。
文檔編號(hào)C21D8/02GK102912235SQ20121042306
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者周祖安, 謝華, 周一中, 趙江濤, 桂洲, 劉斌, 楊海林, 劉永前, 曾萍 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司