本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

熱軋鋼板廣泛應(yīng)用于汽車(chē)底盤(pán)、車(chē)輪、懸掛及車(chē)身結(jié)構(gòu)件，由于車(chē)輪、懸掛等部件在制造過(guò)程中存在較為復(fù)雜的擴(kuò)孔和翻邊變形，要求材料具有較高的擴(kuò)孔性能。結(jié)合當(dāng)前節(jié)能減排形勢(shì)，汽車(chē)輕量化的逐步推進(jìn)，以前應(yīng)用于上述零部件的330-500mpa級(jí)別鋼種逐步被600mpa級(jí)別鋼種替代，因此600mpa級(jí)別高擴(kuò)孔鋼具有廣闊的市場(chǎng)前景。

目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)600mpa級(jí)別高擴(kuò)孔鋼多采用低c、添加nb、ti、cr、mo等合金元素，利用合金元素固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化的綜合作用提高材料強(qiáng)度，且保證材料的塑性，但由于nb、mo等貴金屬元素的加入，造成現(xiàn)有600mpa級(jí)別高擴(kuò)孔鋼生產(chǎn)成本較高。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利cn101928881公布了一種抗拉強(qiáng)度為590mpa級(jí)熱軋高擴(kuò)孔鋼板及其制造工藝，此發(fā)明采用低c成分，通過(guò)添加0.8-1.6%的si，0.8-1.6%的mn，極少量nb、ti元素來(lái)實(shí)現(xiàn)590mpa以上的抗拉性能和高擴(kuò)孔性能，但是由于添加si元素較多，會(huì)導(dǎo)致鋼板表面質(zhì)量的下降，并且導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利cn103469058公布了一種抗拉強(qiáng)度450mpa級(jí)具有高擴(kuò)孔性能的鐵素體貝氏體鋼及其生產(chǎn)方法，采用c、si、mn成分，可生產(chǎn)抗拉強(qiáng)度450mpa以上擴(kuò)孔鋼。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利cn201310464989.7公布了一種抗拉強(qiáng)度590mpa級(jí)具有高擴(kuò)孔性能的鐵素體貝氏體鋼及其生產(chǎn)方法，采用添加nb、cr元素，可生產(chǎn)抗拉強(qiáng)度590mpa以上擴(kuò)孔鋼。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板；本發(fā)明還提供了一種抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板的生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板，所述高擴(kuò)孔鋼板化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.15～0.20%，si≤0.30%，mn：0.80～1.00%，p≤0.020%，s≤0.010%，als：0.020～0.050%，ti：0.010～0.030%，n≤0.0060%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明所述高擴(kuò)孔鋼板，si含量為0.10～0.20%。

本發(fā)明所述高擴(kuò)孔鋼板抗拉強(qiáng)度600-650mpa，下屈服強(qiáng)度500-550mpa，延伸率a50≥25%，擴(kuò)孔率≥95%。

本發(fā)明所述高擴(kuò)孔鋼板厚度為2.0-5.0mm。

本發(fā)明還提供了一種抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和冷卻工序；所述煉鋼工序，出鋼鋼水的化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.15～0.20%，si：0.10～0.20%，mn：0.80～1.00%，p≤0.020%，s≤0.010%，als：0.020～0.050%，ti：0.010～0.030%，n≤0.0060%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明所述冷卻工序，鋼帶首先進(jìn)行第一次強(qiáng)冷，冷卻速率≥80℃/s，冷卻至680～720℃，之后在該溫度范圍空冷2～3s。

本發(fā)明所述冷卻工序，空冷后進(jìn)行第二次強(qiáng)冷，強(qiáng)冷至卷取溫度430～500℃，第二次強(qiáng)冷冷卻速率為40～80℃/s。

本發(fā)明所述軋制工序，精軋開(kāi)軋溫度為980～1040℃，終軋溫度為820～840℃。

本發(fā)明所述軋制工序，軋后鋼板厚度為2.0～5.0mm。

本發(fā)明方法所述加熱工序，板坯加熱溫度為1170～1230℃。

本發(fā)明抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板元素含量控制的機(jī)理及作用如下：

碳作為廉價(jià)的固溶強(qiáng)化元素，適當(dāng)提高c元素含量有利于提高材料貝氏體體積分?jǐn)?shù)和貝氏體含碳量，以保證鋼的強(qiáng)度級(jí)別。但由于c含量提高將對(duì)材料的焊接性能造成不利影響，因此將材料的c含量控制在0.15～0.20%之間。

錳作為有效的固溶強(qiáng)化元素，且能夠促進(jìn)貝氏體生成，為了發(fā)揮其效果，所以將mn含量控制在0.80～1.00%。

硅元素的添加能夠促進(jìn)先共析鐵素體的生成，進(jìn)而擴(kuò)大鐵素體生成窗口，有利于提高本鋼種生產(chǎn)時(shí)性能的穩(wěn)定性，但是由于si元素添加過(guò)多會(huì)影響材料的表面質(zhì)量和焊接性能，因此將材料的si含量控制在0.10～0.20%之間。

鈦是鋼鐵材料中應(yīng)用非常廣泛的強(qiáng)化元素之一，能夠抑制軋制變形后奧氏體在結(jié)晶過(guò)程中的晶粒長(zhǎng)大，達(dá)到細(xì)化組織、提高強(qiáng)韌性的效果，并且能夠提高材料的焊接性能。ti元素添加量小于0.01%強(qiáng)化作用較小，但是添加含量大于0.05%將會(huì)導(dǎo)致材料性能波動(dòng)加大，因此本發(fā)明ti含量控制在0.010～0.030%之間。

磷、硫元素為鋼中的雜質(zhì)元素，含量過(guò)高將惡化材料性能，因此宜在考慮成本的前提下盡量降低材料的p、s元素含量，本發(fā)明建議控制范圍為p≤0.020%，s≤0.010%。

本發(fā)明抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)參考gb/t20887.2-2010。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、本發(fā)明采用中低c（0.15～0.20%），常規(guī)mn（0.80～1.00%），添加少量的si（0.10～0.20%）和ti（0.010～0.030%）的成分設(shè)計(jì)，通過(guò)采用特殊冷卻工藝生產(chǎn)厚度為2.0-5.0mm的熱軋鋼帶，實(shí)現(xiàn)較高強(qiáng)度及高擴(kuò)孔性能，滿(mǎn)足下游用戶(hù)對(duì)強(qiáng)度及成形性能的要求。2、本發(fā)明采用水冷+空冷+水冷的三段冷卻工藝，對(duì)材料中c元素進(jìn)行配分，獲得20～35%體積分?jǐn)?shù)的貝氏體，提高材料強(qiáng)度，并且通過(guò)添加少量的ti元素實(shí)現(xiàn)細(xì)化組織、提高強(qiáng)度，提高組織、性能均勻性的效果。3、本發(fā)明能夠獲得抗拉強(qiáng)度600-650mpa，下屈服強(qiáng)度500-550mpa，延伸率a50≥25%，擴(kuò)孔率≥95%的熱軋鋼帶。4、本發(fā)明與現(xiàn)有高擴(kuò)孔產(chǎn)品對(duì)比，未添加nb、mo等價(jià)格高昂的合金元素，細(xì)晶效果通過(guò)添加少量?jī)r(jià)格低廉的ti元素實(shí)現(xiàn)，中低c常規(guī)mn的設(shè)計(jì)使得冶煉過(guò)程中能夠使用高碳錳鐵，有效的降低了冶煉成本。5、本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的擴(kuò)孔翻邊性能、沖壓成形性能，且具有較高的強(qiáng)度，能適用于汽車(chē)車(chē)輪、底盤(pán)、懸掛等結(jié)構(gòu)件，滿(mǎn)足汽車(chē)輕量化的需求，性能優(yōu)異，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1鋼板的金相組織圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

本抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板的生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和冷卻工序，其具體工藝步驟如下：

煉鋼工序：采用純凈鋼的冶煉工藝，出鋼鋼水的化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.15～0.20%，si：0.10～0.20%，mn：0.80～1.00%，p≤0.020%，s≤0.010%，als：0.020～0.050%，ti：0.010～0.030%，n≤0.0060%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

加熱工序：鋼水連鑄成坯寬800-1550mm、厚200mm的連鑄坯，板坯加熱溫度為1170～1230℃。

軋制工序：加熱后板坯經(jīng)過(guò)除鱗，進(jìn)行五道次粗軋進(jìn)入熱卷箱，粗軋開(kāi)軋溫度控制在1080-1120℃，總壓下率控制為≥80%；開(kāi)卷后經(jīng)除鱗，進(jìn)行七架熱連軋，精軋總壓下率控制為≥85%，成品厚度為2.0～5.0mm；精軋開(kāi)軋溫度980～1040℃，終軋溫度為820～840℃。

冷卻工序：鋼帶精軋后在820～840℃進(jìn)行第一次強(qiáng)冷，冷卻速率≥80℃/s，冷卻至680～720℃，之后空冷2～3s；空冷后，第二次強(qiáng)冷至430～500℃進(jìn)行卷取，第二次強(qiáng)冷冷卻速率為40～80℃/s。

實(shí)施例1

本實(shí)施例抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板厚度為2.8mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.19%，mn：0.98%，s：0.001%，p：0.017%，si：0.13%，als：0.034%，ti：0.030%，n：0.0025%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和冷卻工序，其具體工藝步驟如下：

（1）煉鋼工序：控制出鋼鋼水化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.19%，mn：0.98%，s：0.001%，p：0.017%，si：0.13%，als：0.034%，ti：0.030%，n：0.0025%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

（2）加熱工序：板坯加熱溫度為1180℃。

（3）軋制工序：將板坯粗軋的開(kāi)軋溫度控制在1090℃，粗軋壓下率為84%；精軋開(kāi)軋溫度990℃，精軋壓下率為91%，終軋溫度為825℃，軋制鋼板厚度為2.8mm。

（4）冷卻工序：鋼板進(jìn)入層流冷卻前溫度為830℃，冷卻速率85℃/s，冷卻至690℃，之后空冷2.5s；繼續(xù)以50℃/s速度冷卻至440℃進(jìn)行卷取。

（5）鋼板生產(chǎn)后，從鋼板延寬度方向四分之一位置取樣，經(jīng)研磨、拋光后采用硝酸酒精腐蝕，用于觀察鐵素體和貝氏體組織的形貌和分布。

（6）鋼板的綜合力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

圖1為本實(shí)施例生產(chǎn)的抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板的典型金相組織圖，組織經(jīng)硝酸酒精侵蝕后，黑色部分為貝氏體，灰色部分為鐵素體。（其余實(shí)施例附圖相似，故省略）

實(shí)施例2

本實(shí)施例抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板厚度為3.2mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.17%，mn：0.95%，s：0.002%，p：0.015%，si：0.15%，als：0.027%，ti：0.028%，n：0.0037%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和冷卻工序，其具體工藝步驟如下：

（1）煉鋼工序：控制出鋼鋼水化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.17%，mn：0.95%，s：0.002%，p：0.015%，si：0.15%，als：0.027%，ti：0.028%，n：0.0037%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

（2）加熱工序：板坯加熱溫度為1190℃。

（3）軋制工序：將板坯粗軋的開(kāi)軋溫度控制在1090℃，粗軋壓下率為83%；精軋開(kāi)軋溫度1000℃，精軋壓下率為90%，終軋溫度為830℃，軋制鋼板厚度為3.2mm。

（4）冷卻工序：鋼板進(jìn)入層流冷卻前溫度為835℃，冷卻速率90℃/s，冷卻至700℃，之后空冷2.0s；繼續(xù)以60℃/s速度冷卻至450℃進(jìn)行卷取。

（5）鋼板生產(chǎn)后，從鋼板延寬度方向四分之一位置取樣，經(jīng)研磨、拋光后采用硝酸酒精腐蝕，用于觀察鐵素體和貝氏體組織的形貌和分布。

（6）鋼板的綜合力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

實(shí)施例3

本實(shí)施例抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板厚度為2.0mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.16%，mn：0.80%，s：0.002%，p：0.018%，si：0.16%，als：0.039%，ti：0.015%，n：0.0031%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和冷卻工序，其具體工藝步驟如下：

（1）煉鋼工序：控制出鋼鋼水化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.16%，mn：0.80%，s：0.002%，p：0.018%，si：0.16%，als：0.039%，ti：0.015%，n：0.0031%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

（2）加熱工序：板坯加熱溫度為1200℃。

（3）軋制工序：將板坯粗軋的開(kāi)軋溫度控制在1110℃，粗軋壓下率為84%；精軋開(kāi)軋溫度1010℃，精軋壓下率為94%，終軋溫度為835℃，軋制鋼板厚度為2.0mm。

（4）冷卻工序：鋼板進(jìn)入層流冷卻前溫度為835℃，冷卻速率80℃/s，冷卻至720℃，之后空冷2.5s；繼續(xù)以70℃/s速度冷卻至460℃進(jìn)行卷取。

（5）鋼板生產(chǎn)后，從鋼板延寬度方向四分之一位置取樣，經(jīng)研磨、拋光后采用硝酸酒精腐蝕，用于觀察鐵素體和貝氏體組織的形貌和分布。

（6）鋼板的綜合力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

實(shí)施例4

本實(shí)施例抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板厚度為3.0mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.19%，mn：0.98%，s：0.001%，p：0.017%，si：0.13%，als：0.034%，ti：0.030%，n：0.0025%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和冷卻工序，其具體工藝步驟如下：

（1）煉鋼工序：控制出鋼鋼水化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.19%，mn：0.98%，s：0.001%，p：0.017%，si：0.13%，als：0.034%，ti：0.030%，n：0.0025%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

（2）加熱工序：板坯加熱溫度為1200℃。

（3）軋制工序：將板坯粗軋的開(kāi)軋溫度控制在1085℃，粗軋壓下率為84%；精軋開(kāi)軋溫度1020℃，精軋壓下率為91%，終軋溫度為835℃，軋制鋼板厚度為3.0mm。

（4）冷卻工序：鋼板進(jìn)入層流冷卻前溫度為825℃，冷卻速率100℃/s，冷卻至685℃，之后空冷3.0s；繼續(xù)以55℃/s速度冷卻至480℃進(jìn)行卷取。

（5）鋼板生產(chǎn)后，從鋼板延寬度方向四分之一位置取樣，經(jīng)研磨、拋光后采用硝酸酒精腐蝕，用于觀察鐵素體和貝氏體組織的形貌和分布。

（6）鋼板的綜合力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

實(shí)施例5

本實(shí)施例抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板厚度為5.0mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.20%，mn：1.00%，s：0.003%，p：0.018%，si：0.19%，als：0.044%，ti：0.029%，n：0.0028%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和冷卻工序，其具體工藝步驟如下：

（1）煉鋼工序：控制出鋼鋼水化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.20%，mn：1.00%，s：0.003%，p：0.018%，si：0.19%，als：0.044%，ti：0.029%，n：0.0028%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

（2）加熱工序：板坯加熱溫度為1220℃。

（3）軋制工序：將板坯粗軋的開(kāi)軋溫度控制在1095℃，粗軋壓下率為83%；精軋開(kāi)軋溫度1030℃，精軋壓下率為85%，終軋溫度為840℃，軋制鋼板厚度為5.0mm。

（4）冷卻工序：鋼板進(jìn)入層流冷卻前溫度為830℃，冷卻速率105℃/s，冷卻至690℃，之后空冷2.5s；繼續(xù)以75℃/s速度冷卻至500℃進(jìn)行卷取。

（5）鋼板生產(chǎn)后，從鋼板延寬度方向四分之一位置取樣，經(jīng)研磨、拋光后采用硝酸酒精腐蝕，用于觀察鐵素體和貝氏體組織的形貌和分布。

（6）鋼板的綜合力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

實(shí)施例6

本實(shí)施例抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板厚度為4.0mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.15%，mn：0.88%，s：0.008%，p：0.019%，si：0.10%，als：0.020%，ti：0.010%，n：0.0058%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和冷卻工序，其具體工藝步驟如下：

（1）煉鋼工序：控制出鋼鋼水化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.15%，mn：0.88%，s：0.008%，p：0.019%，si：0.10%，als：0.020%，ti：0.010%，n：0.0058%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

（2）加熱工序：板坯加熱溫度為1170℃。

（3）軋制工序：將板坯粗軋的開(kāi)軋溫度控制在1080℃，粗軋壓下率為80%；精軋開(kāi)軋溫度980℃，精軋壓下率為88.2%，終軋溫度為820℃，軋制鋼板厚度為4.0mm。

（4）冷卻工序：鋼板進(jìn)入層流冷卻前溫度為820℃，冷卻速率80℃/s，冷卻至680℃，之后空冷2.0s；繼續(xù)以40℃/s速度冷卻至430℃進(jìn)行卷取。

（5）鋼板生產(chǎn)后，從鋼板延寬度方向四分之一位置取樣，經(jīng)研磨、拋光后采用硝酸酒精腐蝕，用于觀察鐵素體和貝氏體組織的形貌和分布。

（6）鋼板的綜合力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

實(shí)施例7

本實(shí)施例抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板厚度為4.5mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.20%，mn：0.95%，s：0.006%，p：0.011%，si：0.20%，als：0.050%，ti：0.030%，n：0.0050%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和冷卻工序，其具體工藝步驟如下：

（1）煉鋼工序：控制出鋼鋼水化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.20%，mn：0.95%，s：0.006%，p：0.011%，si：0.20%，als：0.050%，ti：0.030%，n：0.0050%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

（2）加熱工序：板坯加熱溫度為1230℃。

（3）軋制工序：將板坯粗軋的開(kāi)軋溫度控制在1120℃，粗軋壓下率為83%；精軋開(kāi)軋溫度1040℃，精軋壓下率為86.7%，終軋溫度為840℃，軋制鋼板厚度為4.5mm。

（4）冷卻工序：鋼板進(jìn)入層流冷卻前溫度為840℃，冷卻速率85℃/s，冷卻至690℃，之后空冷3.0s；繼續(xù)以80℃/s速度冷卻至460℃進(jìn)行卷取。

（5）鋼板生產(chǎn)后，從鋼板延寬度方向四分之一位置取樣，經(jīng)研磨、拋光后采用硝酸酒精腐蝕，用于觀察鐵素體和貝氏體組織的形貌和分布。

（6）鋼板的綜合力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1實(shí)施例1-7抗拉強(qiáng)度600mpa級(jí)低成本高擴(kuò)孔鋼板性能指標(biāo)

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。