一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法，通過(guò)熱軋及分段控制冷卻工藝，得到具有多邊形鐵素體與馬氏體雙相組織的鋼板。該雙相鋼化學(xué)組分及重量百分含量為：C：0.07%~0.10%；Si：0.20%~0.50%；Mn：1.20%~1.50%；P：≤0.03%；S：≤0.03%；Nb：0.08%~0.11%，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。雙相鋼的生產(chǎn)方法包括：按照雙相鋼的化學(xué)組分配料；真空感應(yīng)爐冶煉，鋼水澆注成鋼錠；將鋼錠加熱后開(kāi)始軋制；采用兩階段控制軋制；軋制后采用分段冷卻工藝，最后送至板卷庫(kù)。本發(fā)明鋼板強(qiáng)度和韌性匹配好，鋼板抗拉強(qiáng)度高，屈強(qiáng)比低，沖壓性能好。
【專利說(shuō)明】一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及高強(qiáng)細(xì)晶熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法，特別是一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]鋼鐵材料在21世紀(jì)仍然是主要的結(jié)構(gòu)材料，高性能化和低成本化是未來(lái)鋼鐵材料的發(fā)展方向，也是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必要前提。隨著現(xiàn)代汽車(chē)向高安全性、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、高壽命等方向發(fā)展，對(duì)汽車(chē)板的強(qiáng)度、成形性、耐蝕性提出了越來(lái)越高的要求。熱軋雙相鋼以其高強(qiáng)度和高成形性能已廣泛地用于制造汽車(chē)加強(qiáng)板、車(chē)輪、底盤(pán)、保險(xiǎn)杠、車(chē)體各種框架等構(gòu)件。可減輕重量20~30%，符合汽車(chē)材料輕量化、高性能、安全環(huán)保節(jié)能的發(fā)展主題，逐漸成為汽車(chē)用鋼的首選鋼種之一。雙相鋼是指低碳鋼或低碳合金鋼經(jīng)過(guò)臨界區(qū)熱處理或控制軋制工藝而得到的，主要由鐵素體F+少量(體積分?jǐn)?shù)小于20%)馬氏體(M)組成的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS, Advanced High-Strength Steel)。普通的高強(qiáng)鋼是通過(guò)控制軋制細(xì)化晶粒，并通過(guò)微合金元素的碳氮化物的析出來(lái)強(qiáng)化基體，而雙相鋼是在純凈的鐵素體晶界或晶內(nèi)彌散分布著較硬的馬氏體相，因此其強(qiáng)度與韌性得到了很好的協(xié)調(diào)。
[0003]雙相鋼力學(xué)性能特點(diǎn):(I)應(yīng)力一應(yīng)變曲線無(wú)不連續(xù)屈服現(xiàn)象；⑵具有高的加工硬化速率，尤其是初始加工硬化速率；(3)低的屈服強(qiáng)度和高的抗拉強(qiáng)度；(4)較高的延伸率。
[0004]在現(xiàn)有公開(kāi)的相關(guān)專利文獻(xiàn)中，鐵素體馬氏體雙相鋼有以下特點(diǎn):(1)添加較多的Si元素和Cr、Mo等合金元素，如:中國(guó)專利公開(kāi)(公告)號(hào)CN102766812A，公開(kāi)的一種700MPa級(jí)低屈強(qiáng)比熱軋雙相鋼鋼板及其制造方法。Si含量較高時(shí)熱軋板表面質(zhì)量控制難度加大，添加Cr、Mo等合金元素，成本高；(2)采用三段式冷卻工藝，如:中國(guó)專利公開(kāi)(公告)號(hào)CN102703815A，公開(kāi)的一種600MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其制備方法。由于其對(duì)冷卻工藝要求較高，采用三段式冷卻工藝，工業(yè)生產(chǎn)受到限制。
[0005]綜上可以看出，現(xiàn)有的熱軋雙相鋼及生產(chǎn)方法存在各種缺陷。因此，開(kāi)發(fā)制備工藝簡(jiǎn)單，成本廉價(jià)，表面質(zhì)量和機(jī)械性能良好的鐵素體馬氏體雙相鋼已成為普遍關(guān)注的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明提供了一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法，通過(guò)熱軋及分段控制冷卻工藝，得到具有多邊形鐵素體與馬氏體雙相組織的鋼板。
[0007]—種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼，其化學(xué)組分及重量百分含量為:C:0.07%~0.10% ；Si:0.20%~0.50% ；Mn:1.20%"1.50% ；P:≤0.03% ；S:≤ 0.03% ；Nb:0.08%~0.11%，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0008]所述一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼，具有以下力學(xué)性能:
[0009]屈服強(qiáng)度480~540MPa，抗拉強(qiáng)度700~750MPa，延伸率18~25%，屈強(qiáng)比小于0.75。
[0010]所述的一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼，具有多邊形鐵素體與彌散分布的馬氏體組織和少量殘余奧氏體。
[0011]一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟:
[0012]a.按照一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼的化學(xué)組分及重量百分含量配料；
[0013]b.將配好的合金在真空感應(yīng)爐冶煉，爐內(nèi)通入保護(hù)氣體Ar氣，鋼水澆注成鋼錠；
[0014]c.將鋼錠加熱至120(T125(TC，保溫2-3h后開(kāi)始軋制；
[0015]d.采用兩階段控制軋制，奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為950-1050℃，控制奧氏體再結(jié)晶區(qū)變形量在60% ;奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為850-950°C，控制奧氏體非再結(jié)晶區(qū)變形量50%-60%，終軋溫度為840-880°C ；
[0016]e.軋制后采用分段冷卻工藝，第一階段:終軋后，以45°C /s的速度冷卻至700°C ；第二階段:在空氣中待溫l0-l5s，最后以100°C /s-150°C /s的速度冷卻至400-450℃后卷取，送至板卷庫(kù)。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，其顯著的有益效果體現(xiàn)在:
[0018]1.由于在簡(jiǎn)單的C-S1-Mn系鋼中只添加了合金元素Nb，成本低廉；
[0019]2.鋼成分中Si含量按重量百分比低于0.50%，保證了鋼板表面質(zhì)量和涂鍍性倉(cāng)泛;
[0020]3.鋼板強(qiáng)度和韌性匹配好，鋼板抗拉強(qiáng)度高，屈強(qiáng)比低，沖壓性能好。
[0021]本發(fā)明成分設(shè)計(jì)特點(diǎn)是低Si含Nb，其作用和強(qiáng)化機(jī)理如下:
[0022]硅:Si是鐵素體/馬氏體雙相鋼中常用的固溶強(qiáng)化元素，能夠強(qiáng)化鐵素體基體，縮小鐵素體/馬氏體兩相硬度差；另外，Si是非碳化物形成元素，能夠抑制滲碳體的形成，阻礙珠光體相變，擴(kuò)大鐵素體相變溫度區(qū)間，從而擴(kuò)大軋制和冷卻溫度窗口，有利于生產(chǎn)工藝的實(shí)現(xiàn)。但Si含量高會(huì)造成鋼的表面質(zhì)量控制難度加大，同時(shí)，鋼板的鍍性能差。所述熱軋雙相鋼的Si含量按重量百分比在0.10-0.50%范圍內(nèi)，保證了鋼板表面質(zhì)量和鍍性能。
[0023]鈮:Nb是碳氮化物形成元素，主要作用為:軋制和冷卻過(guò)程中細(xì)小碳氮化鈮析出，顯著提高鋼的強(qiáng)度。已有雙相鋼中除添加Nb元素以外，通常還添加了具有同樣作用的T1、V等元素，此類元素添加量多時(shí)，雖然能夠提高鋼的強(qiáng)度，但損害了鋼的成型性能。所述熱軋雙相鋼只添加按重量百分比在0.06-0.11%的Nb元素，在提高強(qiáng)度同時(shí)也保證了鋼的成形性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0024]圖1是一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼的生產(chǎn)方法軋制和冷卻工藝條件示意圖。
[0025]圖中，T:一次冷卻后棍道上待溫溫度；t:一次冷卻后棍道上待溫時(shí)間；C1:終乳后冷卻速度；C2:輥道上待溫后超快冷冷卻速度；F:鐵素體；P:珠光體;MS::馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】:
[0026]下面結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例具體描述本發(fā)明。
[0027]一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法，將配制好的合金經(jīng)50kg真空感應(yīng)加熱爐冶煉成鋼錠，其化學(xué)成分重量百分?jǐn)?shù)為C:0.08% ；Si:0.40% ；Mn:1.40% ；P:(0.03% ；S 0.03% ；Nb:0.10%，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)室450軋機(jī)上完成熱車(chē)U軋制工藝為:將鋼錠加熱至120(Tl25(rC，保溫Ih后開(kāi)始軋制；奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為110(Tll50°C，控制奧氏體再結(jié)晶區(qū)變形量控制在50% ;奧氏體非再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為88(T980°C，控制奧氏體非再結(jié)晶區(qū)變形量60% ;終軋溫度為840-880°C ;終軋后溫度在850°C，隨后以45°C /s的速度冷卻至700°C ;在空氣中待溫l(Tl5s，最后以70°C /S-lOO0C /s的速度冷卻至45(T520°C后卷取，送至板卷庫(kù)。
【權(quán)利要求】
1.一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼，其特征是該雙相鋼化學(xué)組分及重量百分含量為:
C:0.07%~0.10% ；Si:0.20%~0.50% ；Mn:1.20%"1.50% ；P:≤ 0.03% ；S:≤ 0.03% ；Nb:0.08%~0.11%，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)； 所述一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼，具有以下力學(xué)性能: 屈服強(qiáng)度480~540MPa，抗拉強(qiáng)度70(T750MPa，延伸率18~25%，屈強(qiáng)比小于0.75。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼，其特征是該雙相鋼具有多邊形鐵素體與彌散分布的馬氏體組織和少量殘余奧氏體。
3.權(quán)利要求1所述的一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼的生產(chǎn)方法，其特征是該方法包括以下步驟: a.按照一種含鈮高強(qiáng)細(xì)晶700MPa級(jí)熱軋雙相鋼的化學(xué)組分及重量百分含量配料； b.將配好的合金在真空感應(yīng)爐冶煉,爐內(nèi)通入保護(hù)氣體Ar氣，鋼水澆注成鋼錠； c.將鋼錠加熱至120(Tl25(rC，保溫2~3h后開(kāi)始軋制； d.采用兩階段控制軋制，奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為95(T105(TC，控制奧氏體再結(jié)晶區(qū)變形量在60% ;奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制溫度范圍為85(T950°C，控制奧氏體非再結(jié)晶區(qū)變形量50%~60%，終軋溫度為84(T880°C ； e.軋制后采用分段冷卻工藝，第一階段:終軋后，以45°C/s的速度冷卻至700°C;第二階段:在空氣中待溫l(Tl5s，最后以100°C /s~150°C /s的速度冷卻至40(T450°C后卷取，送至板卷庫(kù)。
【文檔編號(hào)】C22C38/12GK103451523SQ201310397311
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】張紅梅, 周?chē)?guó)十, 劉英義, 李勝利, 胡曉東, 應(yīng)傳濤 申請(qǐng)人:遼寧科技大學(xué)