600MPa級(jí)高屈強(qiáng)比高塑性冷軋鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車用冷軋高強(qiáng)度薄板技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種600MPa級(jí)高屈強(qiáng)比高 塑性冷軋鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低能耗、減重化和高安全已成為現(xiàn)代和未來汽車的發(fā)展趨勢(shì)，為適應(yīng)汽車工業(yè)這 一發(fā)展趨勢(shì)，汽車生產(chǎn)廠家和鋼鐵企業(yè)及科研院所正積極致力于汽車車身"輕量化"設(shè)計(jì)和 汽車用高強(qiáng)鋼的研發(fā)。目前開發(fā)出的強(qiáng)度從590MPa到980MPa的雙相（DP)鋼和相變誘發(fā) 塑性（TRIP)鋼等汽車用冷軋高強(qiáng)度鋼已工業(yè)化量產(chǎn)，用于汽車的骨架構(gòu)件、加強(qiáng)件和防撞 吸能件等汽車構(gòu)件上，實(shí)現(xiàn)了汽車車身"輕量化"要求。由于用這些高強(qiáng)鋼板制造的汽車結(jié) 構(gòu)件成形相對(duì)簡(jiǎn)單，鋼板的變形量不大，加工硬化程度不高，雖然在成形后的烤漆過程中鋼 板的屈服強(qiáng)度有所提高，滿足了車身的強(qiáng)度和剛度。但是，生產(chǎn)這些先進(jìn)的冷軋高強(qiáng)度鋼， 對(duì)連續(xù)退火爐的冷卻段和時(shí)效段能力要求較高，退火工藝控制苛刻，生產(chǎn)難度高。為降低冷 軋高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)難度，并保證用高強(qiáng)度鋼板制造的車身具有足夠的強(qiáng)度和剛度，滿足汽車 車身"輕量化"，需要在冷軋鋼板的成分中添加微合金化元素，并對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，使冷 軋鋼板兼具高的屈強(qiáng)比和優(yōu)良的塑性。
[0003] CN101376944A涉及一種高強(qiáng)度高屈強(qiáng)比冷軋鋼板及其制造方法，其鋼板的屈服強(qiáng) 度大于500MPa，抗拉強(qiáng)度大于600MPa，屈強(qiáng)比大于0. 80。為獲得這種強(qiáng)度大于600MPa，屈 強(qiáng)比大于0. 80的鋼板，在退火過程中，將鋼板加熱至780-850°C保溫后通過兩段式快速冷 卻到200°C以下，此工藝第一段從高溫快冷容易控制，而第二段從400-500°C的較低溫度下 快速冷卻到200°C以下，對(duì)依靠氣汽冷卻的退火線難度很大，不具備實(shí)際操作性。
[0004] CN101558178A提供一種具有高屈強(qiáng)比和優(yōu)良耐候性的冷軋鋼板，該鋼種成分中加 入了Nb，Ni，Co、Cr、Cu和B等合金元素，是通過冷軋后的鋼板在500°C至A1轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度 范圍內(nèi)連續(xù)退火，得到鋼板的屈強(qiáng)比大于0. 85,抗拉強(qiáng)度大于SOOMPa，主要用于建筑、軌道 交通工具和集裝箱，與汽車用高屈服比冷軋高強(qiáng)度鋼板的產(chǎn)品和退火工藝沒有可比性。
[0005] CN103088255A公布的一種汽車用高強(qiáng)塑積的低合金高強(qiáng)度冷軋板的生產(chǎn)工藝， 鋼板經(jīng)冷軋后連續(xù)退火，退火均熱溫度為840-860°C，緩冷溫度為670-700°C，快冷溫度為 410-430°C，時(shí)效結(jié)束溫度為350-370°C。鋼中加入了復(fù)合添加了微合金化元素Ti和Nb，退 火后鋼板的抗拉強(qiáng)度達(dá)到500MPa，伸長(zhǎng)率達(dá)到30%，強(qiáng)塑積為15GPa%，屈強(qiáng)比達(dá)到0. 80以 上。
[0006] CN102492823A提供一種屈服強(qiáng)度420MPa級(jí)冷軋低合金高強(qiáng)鋼板的連續(xù)退火工 藝，通過將含有Ti、Nb化學(xué)元素的冷軋低合金高強(qiáng)鋼板經(jīng)兩段加熱到800±10°C保溫，然后 緩冷到600±20°C快速冷卻，冷卻結(jié)束溫度為270±20°C，最后如水冷卻至室溫，得到屈服 強(qiáng)度約為430MPa，抗拉強(qiáng)度約為500MPa，斷后延伸率約為21 %的鋼板。此工藝是將連續(xù)退 火爐快冷段和過時(shí)效段的冷卻速率調(diào)整相同，減少了鋼板的冷卻時(shí)間。但是，此退火工藝對(duì) 連續(xù)退火爐過時(shí)效段的冷卻速率要求更高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種600MPa級(jí)高屈強(qiáng)比高 塑性冷軋鋼板及其制備方法，能夠通過鋼的冶煉成分和熱軋、冷軋和連續(xù)退火工藝參數(shù)，實(shí) 現(xiàn)鋼板的鐵素體晶粒細(xì)化，析出強(qiáng)化和相變強(qiáng)化的復(fù)合強(qiáng)化效果，以獲得冷軋鋼板的高屈 強(qiáng)比和高塑性，滿足冷軋高強(qiáng)度鋼板制造的車身具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠在工業(yè)連續(xù) 退火生產(chǎn)線上較容易地制造出抗拉強(qiáng)度在600MPa以上，斷后延伸率大于19%，屈強(qiáng)比大于 〇. 8的高屈強(qiáng)比高塑性冷軋鋼板。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
[0009] -種600MPa級(jí)高屈強(qiáng)比高塑性冷軋鋼板，其特征在于成分按質(zhì)量百分比為C: 0· 06%~0· 12%、Si:0· 02%~0· 10%、Mn:1· 40%~2· 00%、P:彡 0· 015%、S:彡 0· 010%、 A1 :0· 02%~0· 10%、N:彡 0· 0050%，Nb:0· 015%~0· 045%、Ti:0· 020%~0· 055%并且 滿足0. 035%<Nb+Ti< 0. 100%，余量為Fe和其它一些不可避免的雜質(zhì)。
[0010] -種600MPa級(jí)高屈強(qiáng)比高塑性冷軋鋼板，其特征在于成分按質(zhì)量百分比為C: 0· 08%~0· 10%、Si:0· 05%~0· 07%、Mn:1· 60%~1. 80%、P:彡 0· 010%、S:彡 0· 005%、 A1 :0· 05%~0· 08%、N:彡 0· 0030%，Nb:0· 025%~0· 035%、Ti:0· 035%~0· 045%，并 且滿足0. 060%<Nb+Ti< 0. 080%，余量為Fe和其它一些不可避免的雜質(zhì)。
[0011] 本發(fā)明鋼種成分控制原理如下：
[0012] C:是鋼中基本的強(qiáng)化元素，能有效平衡鋼的強(qiáng)度和延展性。也是有效生成貝氏體 和馬氏體低溫轉(zhuǎn)變相的元素，為保證鋼的高屈強(qiáng)比，本發(fā)明中C控制在0.06%~0. 12%，更 優(yōu)選 0.08%~0· 10%。
[0013] Si:是鐵素體生成元素，促使碳向奧氏體偏聚及抑制碳化物的形成，對(duì)鐵素體中固 溶碳有清除和凈化作用，以避免間隙固溶強(qiáng)化。本發(fā)明主要依靠鈮鈦的碳氮化物在鐵素體 相中的析出強(qiáng)化，以及晶粒細(xì)化來提高鐵素體強(qiáng)度，以達(dá)到鋼板有高的屈服強(qiáng)度。因此，本 發(fā)明中Si控制在0.02%~0· 10%，更優(yōu)選0.05%~0.07% %。
[0014]Μη:屬于擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，穩(wěn)定奧氏體的元素，可以有效提高奧氏體島的淬透性， 因而可以降低鋼板中溫轉(zhuǎn)變后剩余的奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體所必須的冷卻速率，并起到固溶 強(qiáng)化和細(xì)化鐵素體晶粒的作用。高錳含量容易引起滲碳體、珠光體和貝氏體為主的帶狀組 織，并且影響鋼板的焊接性能。本發(fā)明Μη含量控制在1. 40 %~2. 00 %，更優(yōu)選1. 60 %~ 1. 80%〇
[0015] A1 :A1是主要的脫氧劑，同時(shí)Α1還可以形成Α1Ν析出，起到一定的細(xì)化晶粒作用。 鋼中A1用于脫氧被添加時(shí)，不宜過低，否則Mn、Si等粗大的氧化物在鋼中大量分散，劣化 鋼質(zhì)，但過多簇狀氧化鋁內(nèi)夾雜物增多，使鋼的塑性和焊接性變差，又會(huì)影響煉鋼和連鑄生 產(chǎn)，本發(fā)明中A1含量控制在0. 02%~0. 10%，更優(yōu)選0. 05%~0. 08%。
[0016] Nb，Ti:具有析出強(qiáng)化作用，是有效提高鋼的屈服強(qiáng)度和細(xì)化晶粒的元素。鋼中加 入Nb和Ti元素，形成碳氮化物，細(xì)化晶粒尺寸并保持碳的作用。使鐵素體基體得到強(qiáng)化， 降低與貝氏體和馬氏體相的硬度差，有效提高鋼板的塑性。為使細(xì)化鐵素體晶粒尺寸和提 高鐵素體的強(qiáng)度，本發(fā)明Nb，Ti的含量控制在0. 015%~0. 045%和0. 020%~0. 055%，更 優(yōu)選0.025%~0.035%和 0.035%~0.045%，并且滿足0.060%彡他+11彡 0.080%。
[0017]N:在鋼板中使氮化物析出，有助于強(qiáng)化鋼板，但過剩，則氮化物大量析出，引起延 伸率和焊接性劣化，本發(fā)明中N含量控制在0. 0050%以下，更優(yōu)選0. 0030%以下。
[0018]P，S:為鋼中的有咅兀素。P易在晶界上偏聚引起脆化，S在鋼中易形成MnS等夾 雜物，使鋼的性能和焊接性變差。本發(fā)明中P，S含量分別控制在0. 015%和0. 010%以下， 更優(yōu)選〇· 010%和〇· 005%以下。
[0019] -種600MPa級(jí)高屈強(qiáng)比高塑性冷軋鋼板制造方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉，爐外精煉后澆 鑄，熱連軋、酸洗冷軋、連續(xù)退火爐上退火處理，平整，其特征在于，熱連軋時(shí)，將板坯加熱 到1200~1300°C，保溫120-180min，精軋開軋溫度為1000~1KKTC，終軋溫度為890~ 950°C，卷取溫度600~650°C，得到顯微組織為鐵素體和珠光體的熱軋卷板，熱軋卷板厚 度為2. 0~6. 5mm;所述的酸洗冷軋中，冷軋壓下率為60~80%，冷軋卷板厚度為0. 5~ 2. 5mm;所述的退火處理中，鋼帶在退火爐的保溫段溫度為790~85