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CN111455266A - 一种980MPa级低屈服冷轧双相钢及其制备方法 - Google Patents

一种980MPa级低屈服冷轧双相钢及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种980MPa级低屈服冷轧双相钢及其制备方法，钢中化学成分按质量百分比含量为：C：0.07～0.12％、Si：0.20‑0.80％、Mn：1.80～2.80％、Cr：0.30‑0.60％、Nb：0.02‑0.08％、P≤0.05％、S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。钢板的生产工艺为：铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、加热、控轧控冷、卷取、酸洗、冷轧、连续退火、平整、机能检验、包装出厂。

Description

一种980MPa级低屈服冷轧双相钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢材生产制造领域，尤其涉及一种980MPa级低屈服冷轧 双相钢及其制备方法。
背景技术
近年来，随着汽车轻量化要求的不断提高，世界各国纷纷提出和制定各 种措施来降低车身重量和降低油耗。同时，环境保护问题和提高冲撞安全性 成为关注的热点。使用高强钢可以降低钢板厚度规格，达到减轻车重和提高 安全性。有学者研究表明，当钢板的厚度分别减小0.05mm、0.01mm和0.15mm 时，车身减重分别为6％、12％和18％。然而，随着高强钢强度的不断增加， 容易引发成形性降低、加工难度大等问题。
目前常用的汽车用冷轧高强钢主要以双相钢(DP)、淬火配分钢(Q&P)、 马氏体钢(M)等，大部分高强钢均是引入大量的马氏体硬相组织，使得钢 的强度大大提高。然而，马氏体钢的塑性较低，需要进行辊压成形，或者加 工相对简单的冲压成形件；淬火配分钢是马氏体+残余奥氏体或马氏体+残余 奥氏体+铁素体组织构成，通过引入部分残余奥氏体来改善塑性、提高成形性， 但由于其碳当量较高，焊接性能较差，对于成形要求极高而焊接性能要求不 高的零部件较为适合；双相钢因其碳当量较低，由软相铁素体和硬相马氏体 的协调配合，具有低的屈强比、高初始加工硬化速率、良好的强度和延性配 合等特点，已发展成为一种汽车用先进高强度冲压用钢。超轻钢车体项目研 究表明，双相钢在未来汽车车身上的用量达到80％，具有良好的应用前景。 目前，虽然980MPa级冷轧双相钢已经有部分企业实现工业化生产，但成形 性一般，部分甚至需要辊压进行成形，其使用受到一定的局限。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种980MPa级低屈服冷轧双相钢。
本发明提供的技术方案是：
本发明提供了一种980MPa级低屈服冷轧双相钢及其制备方法，按重量 百分比含量，控制钢板的的化学成分为：C：0.07～0.12％、Si：0.20-0.80％、 Mn：1.80～2.80％、Cr：0.30-0.60％、Nb：0.02-0.08％、P≤0.05％、S≤0.01％、 Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
一种980MPa级低屈服冷轧双相钢的制备方法包括以下步骤：铁水预处 理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、加热、控轧控冷、卷取、酸洗、冷轧、 连续退火、平整、机能检验、包装出厂。
改制备工艺的具体步骤如下：
采用转炉冶炼的方法进行冶炼，得到钢液的化学成分以质量百分比计 为：C：0.07～0.12％、Si：0.20-0.80％、Mn：1.80～2.80％、Cr：0.30-0.60％、 Nb：0.02-0.08％、P≤0.05％、S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免 的夹杂物。
(1)首先，将铁水兑入炼钢炉之前脱除杂质元素或回收有价值元素， 采用转炉冶炼的方法进行冶炼，得到钢液的化学成分以质量百分比计为： C：0.07～0.12％、Si：0.20-0.80％、Mn：1.80～2.80％、Cr：0.30-0.60％、Nb： 0.02-0.08％、P≤0.05％、S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹 杂物。
(2)炉外精炼，通过用常规的连铸机进行连铸，得到连铸坯；随后 进入热轧工序，热轧板坯加热温度为1230～1280℃，开轧温度为 1110～1160℃，终轧温度为860～900℃，轧后采用层流冷却方式，卷取温度 为620～660℃；
(3)进入酸洗工序，通过常规酸洗方法，除去热轧钢板表面的氧化 物，冷却速率为15～35℃/s；
(4)进入冷轧工序，冷轧采用≥50％的压下率，在冷轧冷却速率采用 大于50℃/s的高快冷冷速；
(5)进入连续退火工序，连续退火工艺的加热段温度为800-820℃， 均热段温度为800-820℃，缓冷段温度为690-710℃，快冷段温度为 290-310℃，过时效段温度为250-290℃，终冷段温度为140-160℃，炉内 钢材通过速度为110-140m/min；
(6)最后通过连续退火工序后的钢材再通过平整机平整处理，改善 板型，使钢材表面更加平坦，再通过机能检验、包装出厂。
采用C-Si-Mn-Cr系合金设计，加入少量为微合金元素Nb改善显微组 织，通过铁素体和马氏体的合适比例，协同实现双相钢(DP)的力学性能。 该生产方法充分发挥连退生产线高冷却速率的特点，而不添加贵重元素 Mo，保证钢的强度满足要求，屈服强度低利于成形，同时解决了980MPa 级双相钢塑性不高的问题，是先进高强钢的代表产品。
与现有技术相比，通过上述工序得到的塑性钢材的优点在于，生产控 制相对简单，充分发挥连退机组快速冷却能力强和过时效段较长的特点， 加热和冷却工艺参数易于实现。此外，本发明不需要加入贵重合金Cr、 Mo等元素，原料和生产成本较低，具有极高的附加值，产品兼具高强度、 高塑性、高成形性的力学性能，能够更好地满足加工更加复杂的零部件， 未来市场前景广阔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：以制作HC550/980DP钢种为例，说明本发明的生产方法。
一种980MPa级低屈服冷轧双相钢，按重量百分比含量，控制钢板的的 化学成分为C：0.091％、Si：0.34％、Mn：2.38％、Cr：0.43％、Nb：0.032％、 P≤0.05％、S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
上述一种980MPa级低屈服冷轧双相钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，将铁水兑入炼钢炉之前脱除杂质元素或回收有价值元素， 采用转炉冶炼的方法进行冶炼，得到钢液的化学成分以质量百分比计为： C：0.091％、Si：0.34％、Mn：2.38％、Cr：0.43％、Nb：0.032％、P≤0.05％、 S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
(2)炉外精炼，通过用常规的连铸机进行连铸，得到连铸坯；随后 进入热轧工序，热轧板坯加热温度为1230～1280℃，开轧温度为 1110～1160℃，终轧温度为860～900℃，轧后采用层流冷却方式，卷取温度 为620～660℃；
(3)进入酸洗工序，通过常规酸洗方法，除去热轧钢板表面的氧化 物，冷却速率为15～25℃/s；
(4)进入冷轧工序，冷轧采用≥50％的压下率，在冷轧冷却速率采用 大于50℃/s的高快冷冷速；
(5)进入连续退火工序，连续退火工艺的加热段温度为800-820℃， 均热段温度为800-820℃，缓冷段温度为690-710℃，快冷段温度为 290-310℃，过时效段温度为250-290℃，终冷段温度为140-160℃，炉内 钢材通过速度为120m/min；
(6)最后通过连续退火工序后的钢材再通过平整机平整处理，改善 板型，使钢材表面更加平坦，再通过机能检验、包装出厂。
最终产品的力学性能情况如下：
屈服强度为573MPa，拉伸强度为1004MPa，延伸率为13.5A80(％)。
实施例二：以制作HC550/980DP钢种为例，说明本发明的生产方法。
一种980MPa级低屈服冷轧双相钢，按重量百分比含量，控制钢板的的 化学成分为C：0.089％、Si：0.36％、Mn：2.47％、Cr：0.48％、Nb：0.027％、 P≤0.05％、S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
上述一种980MPa级低屈服冷轧双相钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，将铁水兑入炼钢炉之前脱除杂质元素或回收有价值元素， 采用转炉冶炼的方法进行冶炼，得到钢液的化学成分以质量百分比计为： C：0.089％、Si：0.36％、Mn：2.47％、Cr：0.48％、Nb：0.027％、P≤0.05％、 S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹杂物；
(2)炉外精炼，通过用常规的连铸机进行连铸，得到连铸坯；随后 进入热轧工序，热轧板坯加热温度为1230～1280℃，开轧温度为 1110～1160℃，终轧温度为860～900℃，轧后采用层流冷却方式，卷取温度 为620～660℃；
(3)进入酸洗工序，通过常规酸洗方法，除去热轧钢板表面的氧化 物，冷却速率为15～25℃/s；
(4)进入冷轧工序，冷轧采用≥50％的压下率，在冷轧冷却速率采用 大于50℃/s的高快冷冷速；
(5)进入连续退火工序，连续退火工艺的加热段温度为800-820℃， 均热段温度为800-820℃，缓冷段温度为690-710℃，快冷段温度为 290-310℃，过时效段温度为250-290℃，终冷段温度为140-160℃，炉内 钢材通过速度为130m/min；
(6)最后通过连续退火工序后的钢材再通过平整机平整处理，改善 板型，使钢材表面更加平坦，再通过机能检验、包装出厂。
最终产品的力学性能情况如下：
屈服强度为593MPa，拉伸强度为1046MPa，延伸率为12.5A80(％)。
实施例三：以制作HC550/980DP钢种为例，说明本发明的生产方法。
一种980MPa级低屈服冷轧双相钢，按重量百分比含量，控制钢板的的 化学成分为C：0.086％、Si：0.41％、Mn：2.43％、Cr：0.39％、Nb：0.033％、 P≤0.05％、S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
上述一种980MPa级低屈服冷轧双相钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，将铁水兑入炼钢炉之前脱除杂质元素或回收有价值元素， 采用转炉冶炼的方法进行冶炼，得到钢液的化学成分以质量百分比计为：C：0.086％、Si：0.41％、Mn：2.43％、Cr：0.39％、Nb：0.033％、P≤0.05％、 S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
(2)炉外精炼，通过用常规的连铸机进行连铸，得到连铸坯；随后 进入热轧工序，热轧板坯加热温度为1230～1280℃，开轧温度为 1110～1160℃，终轧温度为860～900℃，轧后采用层流冷却方式，卷取温度 为620～660℃；
(3)进入酸洗工序，通过常规酸洗方法，除去热轧钢板表面的氧化 物，冷却速率为15～25℃/s；
(4)进入冷轧工序，冷轧采用≥50％的压下率，在冷轧冷却速率采用 大于50℃/s的高快冷冷速；
(5)进入连续退火工艺的加热段温度为860-90℃，均热段温度为 800-820℃，缓冷段温度为690-710℃，快冷段温度为290-310℃，过时效 段温度为250-290℃，终冷段温度为140-160℃，炉内钢材通过速度为 130m/min；
(6)最后通过连续退火工序后的钢材再通过平整机平整处理，改善 板型，使钢材表面更加平坦，再通过机能检验、包装出厂。
最终产品的力学性能情况如下：
屈服强度为587MPa，拉伸强度为1024MPa，延伸率为13A80(％)。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到 本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适 应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包 括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实 施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在 不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来 限制。

Claims (3)

1.一种980MPa级低屈服冷轧双相钢，其特征在于，按重量百分比含量，控制钢板的的化学成分为：C：0.07～0.12％、Si：0.20-0.80％、Mn：1.80～2.80％、Cr：0.30-0.60％、Nb：0.02-0.08％、P≤0.05％、S≤0.01％、Al≤0.10％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
2.根据权利要求1所述的一种980MPa级低屈服冷轧双相钢的制备方法，钢板的生产工艺为：铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、加热、控轧控冷、卷取、酸洗、冷轧、连续退火、平整、机能检验、包装出厂，其特征在于，
热轧板坯加热温度为1230～1280℃，开轧温度为1110～1160℃，终轧温度为860～900℃，轧后采用层流冷却方式，卷取温度为620～900℃；
热轧冷却速率为15～25℃/s；
冷轧采用≥50％的压下率；
连续退火工艺的加热段温度为800-820℃，均热段温度为800-820℃，缓冷段温度为690-710℃，快冷段温度为290-310℃，过时效段温度为250-290℃，终冷段温度为140-160℃，炉内钢材通过速度为110-140m/min。
3.根据权利要求2所述的一种980MPa级高成形性冷轧相变诱导塑性钢的制备方法，其特征在于，在冷轧冷却速率采用大于50℃/s的高快冷冷速，大大提高马氏体相变程度，充分利用Nb微合金元素的细晶强化，提高强度的同时改善钢的塑性。
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