CN1793401A - 一种抗拉强度780MPa级复相钢板及制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗拉强度780MPa级复相钢板,其化学成分按质量百分数为:0.13~0.17%C、0.20~0.40%Si、1.30~1.50%Mn、0.02~0.03%Nb,余量为Fe;组织为粒状贝氏体与马氏体复相组织,其中:粒状贝氏体体体积分数为90~95%,马氏体体积分数为10~5%;屈服强度为525~550MPa,抗拉强度为785~795MPa,断后总伸长率为20~25%。通过控轧控冷工艺轧制,控制开轧温度1100~1150℃,终轧温度800~850℃;控制第一段冷却速度40~70℃/s,冷却后温度550~610℃;第二段冷却速度220~360℃/s,卷取温度20~250℃;冷却后进行卷取,控制钢板厚度3~4.5mm。
Description
技术领域
本发明属于轧钢技术领域,涉及汽车结构件的高强度钢制造,具体涉及一种抗拉强度780MPa级复相钢板及制造方法。
背景技术
高强度汽车用热轧钢板的开发,一直是国内外材料工作研究的热点之一。一般使用的铁素体+珠光体热轧钢板最大强度为500MPa级,虽然增加Nb或Ti等微合金化元素可进一步提高强度,但成形性将变差,因而限制了其应用。为进一步提高强度,开发了双相钢。双相高强度钢特点是在细小的铁素体基体上分布约15%硬相,并通过固溶原子进一步强化,铁素体-贝氏体和双相铁素体-马氏体钢的抗拉强度在550~650MPa之间。由于成形性的限制,双相钢无法达到800MPa级水平。为满足更高强度及成形性能的要求,又开发了含残余奥氏体的800MPa级三相TRIP钢,在变形过程中残余奥氏体应变诱发转变为马氏体,在提高强度的同时,提高成形性能。但目前可商业化生产的直接热轧双相钢与TRIP钢都采用复杂合金化的办法,存在成本高、工艺难度大等问题,不利于推广,国内尚不能大规模生产。
考虑到环境问题和能源问题,新型的高强度汽车结构件用热轧钢板的化学成分将趋向于简单的C-Si-Mn系钢(或添加微量的合金元素);开发控轧及控冷新工艺,综合利用细晶强化和相变强化方式提高钢材强度极限。
发明内容
针对现有高强度汽车用热轧钢板及其生产工艺存在的问题,本发明提供一种抗拉强度780MPa级复相钢板及制造方法。
本发明以普通C-Mn系钢成分为基础,添加微量合金元素,采用适当的控制冷却工艺,开发高强度汽车结构件用热轧钢板。该抗拉强度780MPa级粒状贝氏体与马氏体复相钢板,其主要化学成分按质量百分数为:0.13~0.17%C、0.20~0.40%Si、1.30~1.50%Mn,0.02~0.03%Nb,余量为Fe。组织为粒状贝氏体与马氏体复相组织,其中:粒状贝氏体体体积分数为90~95%,马氏体体积分数为10~5%;屈服强度为525~550MPa,抗拉强度为785~795MPa,断后总伸长率为20~25%。
本发明采用上述化学成分的、厚度为80~250mm的钢坯,通过热轧及两段快速冷却工艺生产抗拉强度780MPa级复相钢板,具体按以下步骤进行:
(1)将钢坯加热至1150~1250℃,保温2~2.5小时。
(2)保温后进行热轧,控制开轧温度1100~1150℃,终轧温度800~850℃。
(3)热轧后进行两段式控制冷却,控制第一段冷却速度40~70℃/s,冷却后温度550~610℃;第二段冷却速度220~360℃/s,终冷温度(即卷取温度)20~250℃。
(4)冷却后进行卷取,卷取温度20~250℃,控制钢板厚度3~4.5mm。
本发明对于抗拉强度780MPa级热轧钢板提供了一种新的组织状态,即:粒状贝氏体与马氏体复相组织。其中:粒状贝氏体体体积分数为90~95%,马氏体体积分数为10~5%。屈服强度为525~550MPa,抗拉强度为785~795MPa,断后总伸长率为20~25%,具有可观的强度和塑性综合性能。
附图说明
附图为本发明抗拉强度780MPa级粒状贝氏体与马氏体复相钢板典型金相组织照片。其中:(a)为硝酸酒精溶液腐蚀后组织照片;(b)为LEPERA试剂(1%Na2S2O5水溶液+4%苦味酸酒精溶液)腐蚀后组织照片,照片中亮白色组织为马氏体。
具体实施方式
选择表1所示化学成分钢为原料,坯料尺寸为80mm(厚)×70mm(宽)×140mm(长)。在热轧轧机上,轧制成厚度规格为3~4.5mm的钢板,轧后采用两阶段快速冷却工艺,冷却工艺如表2,力学性能与组织分数如表3。
表1实施例实测化学成分(质量分数%,余量为Fe)
成分编号 | C | Mn | Si | Nb |
S0 | 0.15 | 1.40 | 0.20 | 0.02 |
S1 | 0.13 | 1.30 | 0.22 | 0.022 |
S2 | 0.17 | 1.47 | 0.36 | 0.024 |
S4 | 0.15 | 1.50 | 0.40 | 0.03 |
表2实施例实测冷却工艺参数
编号 | 加热温度 | 保温时间 | 开轧温度 | 终轧温度 | 第一段冷却后温度 | 第一段冷却速度 | 终冷温度 | 第二段冷却速度 |
(℃) | 小时 | (℃) | (℃) | (℃) | (℃/s) | (℃) | (℃/s) | |
S0-1 | 1150 | 2 | 1100 | 825 | 560 | 60 | 200 | 330 |
S0-2 | 1250 | 2.5 | 1150 | 830 | 580 | 65 | 170 | 345 |
S1-1 | 1160 | 2.2 | 1150 | 850 | 610 | 40 | 250 | 360 |
S1-2 | 1180 | 2.3 | 1140 | 835 | 590 | 49 | 150 | 220 |
S2-1 | 1200 | 2.1 | 1120 | 815 | 575 | 70 | 85 | 245 |
S2-2 | 1220 | 2.4 | 1100 | 800 | 550 | 50 | 20 | 265 |
S4-1 | 1230 | 2.5 | 1125 | 840 | 585 | 55 | 50 | 250 |
S4-2 | 1240 | 2.5 | 1130 | 820 | 570 | 45 | 120 | 300 |
表3实施例力学性能与组织体积分数
编号 | 钢板厚度 | Re | Rm | A | 体积分数 | |
GB | M | |||||
(mm) | (MPa) | (MPa) | (%) | % | % | |
S1-1 | 4.5 | 550 | 785 | 20 | 95 | 5 |
S1-2 | 4.0 | 532 | 795 | 23 | 90 | 10 |
S2-1 | 3.0 | 525 | 790 | 24 | 90 | 10 |
S2-2 | 4.2 | 535 | 795 | 25 | 95 | 5 |
其中:Re-屈服强度;Rm-抗拉强度;A-断后总伸长率(不定标距);GB-粒状贝氏体;M-马氏体。
Claims (2)
1、一种抗拉强度780MPa级复相钢板,其化学成分按质量百分数为:0.13~0.17%C、0.20~0.40%Si、1.30~1.50%Mn、0.02~0.03%Nb,余量为Fe;组织为粒状贝氏体与马氏体复相组织,其中:粒状贝氏体体体积分数为90~95%,马氏体体积分数为10~5%;钢板厚度规格3~4.5mm,屈服强度为525~550MPa,抗拉强度为785~795MPa,断后总伸长率为20~25%。
2、权利要求1所述的抗拉强度780MPa级复相钢板的制造方法,其特征在于工艺步骤及工艺参数为:
(1)将权利要求1所述化学成分的钢坯加热至1150~1250℃,保温2~2.5小时;
(2)保温后进行热轧,控制开轧温度1100~1150℃,终轧温度800~850℃;
(3)热轧后进行两段式控制冷却,控制第一段冷却速度40~70℃/s,冷却后温度550~610℃;第二段冷却速度220~360℃/s,终冷温度即卷取温度20~250℃;
(4)冷却后进行卷取,卷取温度20~250℃,控制钢板厚度3~4.5mm。
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