CN110257725A - 一种980MPa级热轧高强双相钢板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开可了一种980MPa级热轧高强双相钢板及其制备方法。所述980MPa级热轧高强双相钢板，包括如下化学成分及重量百分比：C：0.10～0.20％；Si：0.80～1.20％；Mn：1.20～2.0％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010～0.040％；Als：0.10～0.50％；其余为Fe及不可避免的夹杂。通过合理的成分设计、冶炼、连铸、加热、热轧、冷却及卷取工艺的优化，可以使热轧双相钢获得较高强度的同时，具有良好的成形性能，其显微组织为铁素体+马氏体，其中铁素体的体积分数为30～40％，马氏体体积分数为60～70％，产品的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥980MPa，屈强比≤0.65，延伸率A50≥15％，冷弯性能180°，D＝2a合格。

Description

一种980MPa级热轧高强双相钢板及其制备方法
技术领域
本发明属于热轧高强钢生产工艺技术领域，具体涉及一种980MPa级热轧高强双相钢板及其制备方法。
背景技术
汽车车轮作为汽车的关键部件之一，不仅要承受汽车的重力、制动力、驱动力、汽车转向时产生的侧向力，而且还要承受路面不平产生的冲击力。因此，汽车车轮应具有轻质、高强、高刚度、高耐疲劳性能等。随着汽车工业的迅速发展，轻量化、节能环保、安全已经成为其发展的主要趋势，这也对车轮性能的要求越来越高。
热轧双相钢由于良好强塑性、低屈强比、高初始加工硬化率、良好烘烤硬化性能及抗疲劳性能等，已经被通用、福特、北京吉普等汽车制造企业用于汽车车轮的制造。目前，国内外生产及应用的热轧双相钢主要以DP540～DP600为主，DP780及以上级别的双相钢仍以冷轧为主。
发明内容
本发明的目的在于提供一种980MPa级热轧高强双相钢板及其制备方法。通过合理的成分设计、冶炼、连铸、加热、热轧、冷却及卷取工艺的优化，可以使热轧双相钢获得较高强度的同时，具有良好的成形性能。这种热轧双相钢主要用于汽车车轮等结构减薄件的制造。
本发明提供的技术方案为：
一种980MPa级热轧高强双相钢板，包括如下化学成分及重量百分比：C：0.10～0.20％；Si：0.80～1.20％；Mn：1.20～2.0％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010～0.040％；Als：0.10～0.50％；其余为Fe及不可避免的夹杂。
进一步地，优选为包括如下化学成分及重量百分比：C：0.10～0.20％；Si：0.80～1.20％；Mn：1.20～2.0％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010～0.040％；Als：0.10～0.50％；其余为Fe及不可避免的夹杂。
所述980MPa级热轧高强双相钢板的其显微组织为铁素体+马氏体，其中铁素体的体积分数为30～40％，马氏体体积分数为60～70％；其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥980MPa，屈强比≤0.65，延伸率A50≥15％，180°冷弯性能D＝2a。
本发明还提供了所述980MPa级热轧高强双相钢板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)冶炼、LF炉精炼、连铸；
(2)铸坯进入加热炉中进行加热；
(3)轧制，采用两阶段控制轧制工艺；
(4)冷却：采用三段控制冷却工艺；
(5)卷取，卷取后空冷至室温。
进一步地，步骤(2)中，所述加热温度为1150～1200℃，保温时间为1.5-2h。
步骤(3)中，粗轧累积压下率为≥70％，精轧累积压下率为≥80％；
步骤(3)中，粗轧开轧温度为1100～1150℃，精轧终轧温度为800～840℃。
步骤(4)中，轧后钢板以30～50℃/s的冷却速度冷却至680～720℃进行空冷，空冷8～12s冷却至640-680℃，再将钢板以≥50℃/s的冷却速度冷却至≤300℃进行卷取。
进一步地，步骤(2)中，所述加热温度为1160～1200℃，保温时间为1.7-2h；步骤(3)中，粗轧累积压下率为71～79％，精轧累积压下率为82～85％，粗轧开轧温度为1120～1146℃，精轧终轧温度为809～834℃。
步骤(4)中，轧后钢板以38～49℃/s的冷却速度冷却至687～706℃进行空冷，空冷8.5～11s冷却至646-672℃，再将钢板以65～78℃/s的冷却速度冷却至≤260℃进行卷取。
本发明化学成分采用C-Si-Mn-Al设计思路，并添加少量Ti元素，并严格控制P、S等杂质元素的含量。各成分含量控制如下：
C：0.10～0.20％，C作为钢中的基本元素，对提高钢的强度起着非常重要的作用，为了获得较高的强度，必须保证C的含量在0.10％以上，但C含量也不能高于0.20％，否则在热轧后冷却过程中难以获得所需要数量的铁素体，导致钢的塑形较差。
Si：0.80～1.20％，添加适量的Si，不仅可以起到固溶强化的效果，增加钢的强度，而且可促进铁素体形成，扩大铁素体形成的工艺窗口，净化铁素体。相关研究表明，Si的这种作用在其含量达到0.8％以上时才表现出来，但Si的含量也不能太高，Si含量过高容易在钢表面生成红色氧化铁皮，影响产品的表面质量。
Mn：1.20～2.0％，Mn作为钢的强化元素，可以提高钢的强度并提高其淬透性，为了保证钢的强度，Mn含量应控制在1.20％以上，但Mn含量不能过高，Mn含量超过2.0％铸坯偏析的可能性显著增加，而且轧后不易形成所需数量的铁素体，对钢的成形性能产生不利影响。
P、S作为杂质元素，会对钢的成形、焊接等性能产生不利影响，应该严格控制，其含量越低越好，考虑生产成本因素，实际生产中控制P：≤0.020％，S：≤0.010％。
Als：0.10～0.60％，Als主要用于提高铁素体相变开始温度，促进一定比例铁素体组织的形成，但Als不能过高，Als过高会对连铸过程中钢水的可浇性产生不利影响；Ti：0.010～0.040％。
Ti：0.010～0.040％，在钢中的作用主要起两个作用，一是细化奥氏体晶粒，并对最终转变的铁素体和马氏体起到细化作用；二是与N元素结合形成TiN，起到固氮作用。
本发明在热轧工艺设计上，加热温度控制在1150～1200℃，其主要目的是防止加热温度过高，Si在高温条件下与FeO发生反应生成铁橄榄石Fe2SiO4，铁橄榄石会钉轧氧化铁皮，增加其与基体的粘附性，导致氧化铁皮难以去除，带钢表面产生的红锈增多，影响带钢的表面质量。
终轧温度控制在800～840℃，较低的终轧温度有利于细化原始奥氏体晶粒尺寸和使钢坯轧后迅速地进入铁素体相区以析出部分铁素体。轧后采用三段式控制冷却工艺：第一段冷却速度控制在30-50℃/s，终冷温度控制至680-720℃，其目的是使材料迅速进入铁素体相变区域；第二段空冷时间控制在8-12s，终冷温度控制至640-680℃，其目的是为了获得一定比例的铁素体组织；第三段冷却速度控制在50℃/s以上，卷取温度控制在300℃以下，其目的是使未转变的奥氏体组织快速转变为马氏体组织，从而使钢材最终获得铁素体+马氏体的双相组织。
采用本发明生产的厚度规格为3-6mm的热轧钢板，其显微组织为铁素体+马氏体，铁素体平均晶粒尺寸为6-10μm，其中铁素体的体积分数为30～40％，马氏体体积分数为60～70％，产品的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥980MPa，屈强比≤0.65，延伸率A50≥15％，冷弯性能180°，D＝2a合格，具有较高的强度、较低的屈强比、较好的成形性能。
附图说明
图1为本发明实施例1中的980MPa级热轧高强双相钢板的金相组织图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案予以说明。
按照本发明提供的化学成分及重量百分比含量为C：0.10～0.20％；Si：0.80～1.20％；Mn：1.20～2.0％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010～0.040％；Als：0.10～0.60％；其余为Fe及不可避免的夹杂，进行转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、加热、轧制、冷却、卷取。
各实施例和比较例的化学成分如表1所示，轧制工艺参数如表2所示，力学性能如表3所示。
实施例1中得到的980MPa级热轧高强双相钢板的金相组织如图1所示，白色为马氏体组织，灰色为铁素体组织，其中铁素体体积分数为30～40％，马氏体体积分数为60～70％。
表1各实施和比较例化学成分及重量百分比/％
编号 C Si Mn P S Ti Als
实施例1 0.16 1.17 1.75 0.014 0.008 0.028 0.35
实施例2 0.13 1.10 1.70 0.012 0.006 0.026 0.40
实施例3 0.14 1.05 1.86 0.010 0.007 0.024 0.50
比较例1 0.16 1.17 1.75 0.014 0.008 0.028 0.35
比较例2 0.08 0.95 2.13 0.016 0.012 0.005 0.22
比较例3 0.22 1.42 1.05 0.012 0.009 0.042 0.38
表2各实施和比较例制备工艺参数
表3实施例和比较例的力学性能
上述参照实施例对一种980MPa级热轧高强双相钢板及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种980MPa级热轧高强双相钢板，其特征在于，包括如下化学成分及重量百分比：C：0.10～0.20％；Si：0.80～1.20％；Mn：1.20～2.0％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010～0.040％；Als：0.10～0.50％；其余为Fe及不可避免的夹杂。
2.根据权利要求1所述的980MPa级热轧高强双相钢板，其特征在于，包括如下化学成分及重量百分比：C：0.10～0.20％；Si：0.80～1.20％；Mn：1.20～2.0％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010～0.040％；Als：0.10～0.50％；其余为Fe及不可避免的夹杂。
3.根据权利要求1或2所述的980MPa级热轧高强双相钢板，其特征在于，所述980MPa级热轧高强双相钢板的其显微组织为铁素体+马氏体，其中铁素体的体积分数为30～40％，马氏体体积分数为60～70％；其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥980MPa，屈强比≤0.65，延伸率A50≥15％，180°冷弯性能D＝2a。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的980MPa级热轧高强双相钢板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)冶炼、LF炉精炼、连铸；
(2)铸坯进入加热炉中进行加热；
(3)轧制，采用两阶段控制轧制工艺；
(4)冷却：采用三段控制冷却工艺；
(5)卷取，卷取后空冷至室温。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加热温度为1150～1200℃，保温时间为1.5-2h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，粗轧累积压下率为≥70％，精轧累积压下率为≥80％。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，粗轧开轧温度为1100～1150℃，精轧终轧温度为800～840℃。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，轧后钢板以30～50℃/s的冷却速度冷却至680～720℃进行空冷，空冷8～12s冷却至640-680℃，再将钢板以≥50℃/s的冷却速度冷却至≤300℃进行卷取。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加热温度为1160～1200℃，保温时间为1.7-2h；步骤(3)中，粗轧累积压下率为71～79％，精轧累积压下率为82～85％，粗轧开轧温度为1120～1146℃，精轧终轧温度为809～834℃。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，轧后钢板以38～49℃/s的冷却速度冷却至687～706℃进行空冷，空冷8.5～11s冷却至646-672℃，再将钢板以65～78℃/s的冷却速度冷却至≤260℃进行卷取。
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