CN110512142A - 一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢及其制备方法和应用 - Google Patents

一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢及其制备方法和应用，属于汽车用钢技术领域，本发明实施例提供的低碳当量低屈强比冷轧双相钢，按重量百分比计，所述钢化学成分如下：C：0.06‑0.095％，Si：0.1‑0.3％，Mn：1.6‑1.9％，Cr：0.5‑0.8％，Mo：0.1‑0.4％，P≤0.010％，S≤0.005％，Ti：0.01‑0.04％，Al：0.02‑0.07％，B：0.002‑0.005％，余量为铁和其他不可避免杂质元素。

Description

一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于汽车用钢技术领域，具体涉及一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢及其制备方法和应用。
背景技术
由于低的屈强比，高初始加工硬化率、强度和延性配合良好等优点，冷轧双相钢已经成为汽车轻量化应用最广泛的钢种，且随着汽车工业对于轻量化、安全性、低排放等的要求日益严苛，汽车新车型中高强钢使用比例持续增加。为了获得更高的钢强度，往往需要添加更多的合金含量，导致其碳当量显著提高，势必造成焊接性能及表面质量的恶化。因此，研发出具有低碳当量低屈强比性能的冷轧双相钢，成为实现汽车轻量化亟需解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的低碳当量低屈强比冷轧双相钢及其制备方法和应用。
本发明实施例提供一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢，按重量百分比计，所述钢化学成分如下：C：0.06-0.095％，Si：0.1-0.3％，Mn：1.6-1.9％，Cr：0.5-0.8％，Mo：0.1-0.4％，P≤0.010％，S≤0.005％，Ti：0.01-0.04％，Al：0.02-0.07％，B：0.002-0.005％，余量为铁和其他不可避免杂质元素。
进一步的，所述钢化学成分中，C、Mn、Si、P和S的重量百分比含量满足如下条件：C+Mn/20+Si/30+2P+4S≤0.24。
进一步的，所述钢金相组织包含铁素体、马氏体和贝氏体。
进一步的，按体积百分比计，所述铁素体含量为38-50％，所述马氏体含量为32-39％，所述贝氏体含量为7-11％。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法，包括转炉冶炼、连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火、平整工序；
所述转炉冶炼中，以所述钢化学成分进行钢水调配；
所述加热在加热炉中进行，其中，加热温度为1140-1320℃，在炉时间为180-210min；
所述热轧包括粗轧、精轧、层流冷却、卷取工序；所述粗轧出口温度为950-1020℃，所述精轧终轧温度为820-900℃；
所述冷轧中，冷轧压下率为40-65％。
进一步的，所述加热中，出炉温度为1110-1220℃。
进一步的，所述层流冷却中，以10-20℃/s的冷却速率层流冷却至520-580℃。
进一步的，所述连续退火包括加热段、均热段、缓冷段、快冷段和等温过时效处理，所述加热段中，以8-16℃/s的速率加热至780-830℃，所述均热段温度为所述780-830℃，所述缓冷段中，以5-8℃/s的速率冷却至640-690℃，所述快冷段中，在质量浓度为50％的氢气条件下，以28-38℃/s速率冷却至240-290℃，所述等温过时效处理中，在所述240-290℃温度下处理8-13min。
进一步的，所述平整中，平整延伸率为0.1-0.3％。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的应用，应用于汽车安全结构，所述安全结构包括如下至少一种：前纵梁、门槛梁。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的低碳当量低屈强比冷轧双相钢，按重量百分比计，所述钢化学成分如下：C：0.06-0.095％，Si：0.1-0.3％，Mn：2.0-2.3％，Cr：0.5-0.8％，Mo：0.1-0.4％，P≤0.010％，S≤0.006％，Ti：0.01-0.04％，Al：0.02-0.07％，B：0.002-0.005％，余量为铁和其他不可避免杂质元素。具有抗拉强度达到980MPa级，与同等强度双相钢相比，碳当量更低的技术效果；由于微合金Ti元素的加入，可有效减少焊接热影响区晶粒粗大，具有良好的焊接性能，同时产品具有优异的扩孔性能，最终冷轧双相钢成品抗拉强度980MPa以上，屈服强度600-760MPa，断后延伸率10％以上，扩孔率50％以上，可用于汽车前纵梁、门槛梁等安全结构件。
本发明实施例提供的低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法，包括转炉冶炼、连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火、平整工序；通过该制备方法，配合合理的成分设计，添加适量的Mo，使其更多的在铁素体中偏聚，达到提高铁素体硬度的效果。此外，在连续退火过程中合理配置组织各相比例，引入适量的贝氏体，贝氏体在铁素体和马氏体之间起到了很好的桥梁过渡作用，增加了相界面结合强度，提高了扩孔性能。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例1中低碳当量低屈强比冷轧双相钢的金相组织显微观测图；
图2是现有冷轧双相钢DP780与本发明实施例1中低碳当量低屈强比冷轧双相钢DP980的扩孔对比图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本申请提供一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢，按重量百分比计，所述钢化学成分如下：C：0.06-0.095％，Si：0.1-0.3％，Mn：2.0-2.3％，Cr：0.5-0.8％，Mo：0.1-0.4％，P≤0.010％，S≤0.006％，Ti：0.01-0.04％，Al：0.02-0.07％，B：0.002-0.005％，余量为铁和其他不可避免杂质元素。
本申请所述钢化学成分中，C、Mn、Si、P和S的重量百分比含量满足如下条件：C+Mn/20+Si/30+2P+4S≤0.24。
本申请中，所述钢金相组织包含铁素体、马氏体和贝氏体。
本申请中，按体积百分比计，所述铁素体含量为38-50％，所述马氏体含量为32-39％，所述贝氏体含量为7-11％。
基于同一发明构思，本申请还提供一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法，包括转炉冶炼、连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火、平整工序；
所述转炉冶炼中，以所述钢化学成分进行钢水调配；
所述加热在加热炉中进行，其中，加热温度为1140-1320℃，在炉时间为180-210min：
所述热轧包括粗轧、精轧、层流冷却、卷取工序；所述粗轧出口温度为950-1020℃，所述精轧终轧温度为820-900℃；
所述冷轧中，冷轧压下率为40-65％。
本申请所述加热中，出炉温度为1110-1220℃。
本申请所述层流冷却中，以10-20℃/s的冷却速率层流冷却至520-580℃。
本申请中，所述连续退火包括加热段、均热段、缓冷段、快冷段和等温过时效处理，所述加热段中，以8-16℃/s的速率加热至780-830℃，所述均热段温度为所述780-830℃，所述缓冷段中，以5-8℃/s的速率冷却至640-690℃，所述快冷段中，在质量浓度为50％的氢气条件下，以28-38℃/s速率冷却至240-290℃，所述等温过时效处理中，在所述240-290℃温度下处理8-13min。
本申请所述平整中，平整延伸率为0.1-0.3％。
基于同一发明构思，本本申请还提供一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的应用，应用于汽车安全结构，所述安全结构包括如下至少一种：前纵梁、门槛梁。
下面将结合具体实施例对本申请的低碳当量低屈强比冷轧双相钢及其制备方法和应用进行详细说明。
实施例1-4
本申请实施例1-4的低碳当量低屈强比冷轧双相钢的钢化学成分(重量百分比，wt％)如表1所示：
表1
实施例 C/％ Si/％ Mn/％ P/％ S/％ Cr/％ Mo/％ Alt/％ Ti/％ B/％
1 0.082 0.18 2.23 0.008 0.002 0.55 0.18 0.028 0.019 0.0025
2 0.083 0.27 2.17 0.009 0.002 0.58 0.20 0.029 0.018 0.0028
3 0.093 0.22 2.20 0.008 0.003 0.58 0.21 0.032 0.021 0.0030
4 0.092 0.25 2.18 0.007 0.001 0.60 0.22 0.042 0.022 0.0032
本申请实施例1-4的低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法中，加热、热轧和冷轧的工艺参数如表2所示：
表2
实施例 加热温度 终轧温度 卷曲温度 热轧厚度 冷轧厚度 冷轧压下率
1 1182℃ 884℃ 535℃ 3.0mm 1.5mm 50％
2 1202℃ 839℃ 569℃ 3.0mm 1.4mm 47％
3 1212℃ 851℃ 571℃ 2.5mm 1.2mm 48％
4 1202℃ 874℃ 557℃ 2.5mm 1.1mm 44％
本申请实施例1-4的低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法中，连续退火和平整的工艺参数如表3所示：
表3
将本申请实施例1-4制得的低碳当量低屈强比冷轧双相钢取样进行力学性能测试，测试结果如表4所示：
表4
实施例 Rm/MPa Rp0.2/MPa A80/％ 扩孔率/％ Pcm
1 998 691 11 54 0.2235
2 989 689 12 60 0.2265
3 1002 674 12.5 55 0.2383
4 1028 692 12 56 0.2273
实施例5
本实施例中，将所述低碳当量低屈强比冷轧双相钢应用于汽车安全结构，所述安全结构包括如下至少一种：前纵梁、门槛梁。
如附图1所示，本发明实施例1低碳当量低屈强比冷轧双相钢试样的金相组织包含铁素体、马氏体及少量贝氏体。
如附图2所示，本发明实施例1中低碳当量低屈强比冷轧双相钢DP980相较于现有冷轧双相钢DP780，在扩孔方面具有扩孔率高的技术优势。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢，其特征在于，按重量百分比计，所述钢化学成分如下：C：0.06-0.095％，Si：0.1-0.3％，Mn：1.6-1.9％，Cr：0.5-0.8％，Mo：0.1-0.4％，P≤0.010％，S≤0.005％，Ti：0.01-0.04％，AI：0.02-0.07％，B：0.002-0.005％，余量为铁和其他不可避免杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢，其特征在于，所述钢化学成分中，C、Mn、Si、P和S的重量百分比含量满足如下条件：C+Mn/20+Si/30+2P+4S≤0.24。
3.根据权利要求1所述的一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢，其特征在于，所述钢金相组织包含铁素体、马氏体和贝氏体。
4.根据权利要求3所述的一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢，其特征在于，按体积百分比计，所述铁素体含量为38-50％，所述马氏体含量为32-39％，所述贝氏体含量为7-11％。
5.一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法，其特征在于，包括转炉冶炼、连铸、加热、热轧、冷轧、连续退火、平整工序；
所述转炉冶炼中，以所述钢化学成分进行钢水调配；
所述加热在加热炉中进行，其中，加热温度为1140-1320℃，在炉时间为180-210min：
所述热轧包括粗轧、精轧、层流冷却、卷取工序；所述粗轧出口温度为950-1020℃，所述精轧终轧温度为820-900℃；
所述冷轧中，冷轧压下率为40-65％。
6.根据权利要求5所述的一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法，其特征在于，所述加热中，出炉温度为1110-1220℃。
7.根据权利要求5所述的一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法，其特征在于，所述层流冷却中，以10-20℃/s的冷却速率层流冷却至520-580℃。
8.根据权利要求5所述的一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法，其特征在于，所述连续退火包括加热段、均热段、缓冷段、快冷段和等温过时效处理，所述加热段中，以8-16℃/s的速率加热至780-830℃，所述均热段温度为所述780-830℃，所述缓冷段中，以5-8℃/s的速率冷却至640-690℃，所述快冷段中，在质量浓度为50％的氢气条件下，以28-38℃/s速率冷却至240-290℃，所述等温过时效处理中，在所述240-290℃温度下处理8-13min。
9.根据权利要求5所述的一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的制备方法，其特征在于，所述平整中，平整延伸率为0.1-0.3％。
10.一种低碳当量低屈强比冷轧双相钢的应用，其特征在于，应用于汽车安全结构，所述安全结构包括如下至少一种：前纵梁、门槛梁。
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