一種800MPa級熱軋高擴孔鋼板及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于軋鋼技術領域，特別涉及一種抗拉強度達SOOMPa級的熱軋高擴孔鋼 板及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車工業的快速發展，汽車對鋼鐵材料的要求也愈發嚴格。在對鋼鐵材料的 力學性能要求提高的同時，還提高了鋼在高強度條件下的可加工性要求，以滿足各種汽車 零件對加工性能的特殊要求。作為車輛的重要組成部分，汽車車輪和底盤等部件由于形狀 復雜，且在制造過程中需要進行包括拉伸翻邊、彎曲、擴孔等成形方式，因此對鋼板的成形 性，尤其是擴孔性能提出了較高的要求。在此種條件下，由大量鐵素體和少量貝氏體組成的 具有優異擴孔性能的熱軋高擴孔鋼得到了汽車生產商的廣泛關注。與同級別的高強度低合 金鋼相比，高擴孔鋼除了具有良好的擴孔性能外，還具有良好的強度-疲勞性能配合以及 高的總延伸率等特點，市場前景廣闊。
[0003] 專利US2006096678中提出了一種780MPa級熱軋高擴孔鋼，其化學成分中含有 0· 04 ~0· 15% C、0 ~1. 5% Si、0. 5 ~1. 6% Μη、0· 03 ~0· 5% Μο、0· 03 ~0· 15Ti，鋼板 終軋后采用分段冷卻工藝，卷曲溫度為350~500°C，鋼板的顯微組織由鐵素體和貝氏體組 成，抗拉強度高于780MPa，擴孔率> 60%，其缺點為鋼中含有Mo元素，導致成本較高，且軋 后需進行分段冷卻，冷卻工藝復雜。
[0004] 專利JP2006305700提出了一種780MPa級高擴孔鋼，其采用C-Si-Mn-Nb-Ti的成 分設計，鋼板在400~650°C進行卷取，獲得的鋼板的擴孔率大于68%，但鋼板在卷取后需 進行時效處理。
[0005][0006]

【發明內容】

[0007] 本發明的目的旨在提供一種低成本、易生產，且具有良好力學性能和擴孔性能的 800MPa級熱軋高擴孔鋼板及其制造方法。
[0008] 為此，本發明所采取的技術解決方案是：
[0009] 一種80010^級熱軋高擴孔鋼板，其化學成分質量百分數為：0.05%~0.10%(：、 0· 2%~1. 0% Si、l. 0%~1. 8% Μη、0· 02%~0· 08% Als、0. 03%~0· 08% Nb、0. 01%~ 0.05Ti，并限制P < 0.008%、S < 0.004%，余量為Fe和不可避免的雜質。
[0010] 鋼板的最終組織由鐵素體和貝氏體組成，其中鐵素體體積分數為70%~90%，貝 氏體體積分數為10 %~30%。
[0011] 本發明鋼板成分中各元素的主要作用為：
[0012] C:碳是鋼中最主要的固溶強化元素，是鋼材強度的保證。考慮到焊接性、成形 性等，碳含量不能過高，而碳含量太低則會使鋼板的強度降低，本發明中碳的最優范圍為 0· 05-0. 10%〇
[0013] Si :硅是鐵素體形成元素，可以加速奧氏體向鐵素體的轉變，促進鐵素體的形成； 同時，Si還起到固溶強化作用，提高鋼板的強度。然而，鋼中過高的硅會使熱軋鋼板表面質 量惡化。本發明中硅的最優成分設為0. 2-1. 0%。
[0014] Μη :錳起到固溶強化作用，可推遲珠光體轉變。但錳含量過高，在推遲珠光體轉變 的同時，也推遲鐵素體的析出，降低鋼板的塑性，反之組織中易出現珠光體。因此，本發明中 錳含量為1. 〇% -1. 80%。
[0015] Α1 :鋁是鋼中的脫氧元素，減少鋼中的氧化物夾雜、純凈鋼質，有利于提高鋼板的 成形性能。
[0016] P、S :磷和硫在本發明中為雜質元素，應越低越好。
[0017] Nb:固溶狀態的鈮能夠抑制熱變形過程中靜態和動態再結晶，提高再結晶終止溫 度，增大了軋制過程中后幾道次的應變累積，促進奧氏體向鐵素體的轉變，并使鐵素體晶粒 得到細化。鈮與碳和氮結合形成小的碳氮化物也可延遲再結晶，阻止奧氏體晶粒長大，并有 明顯細晶強化效果。但鈮含量過高會對鐵素體相變產生不利影響，因此本發明中鈮含量的 最優范圍在0. 03-0. 08%之間。
[0018] Ti :鈦具有析出強化、細晶強化和抑制奧氏體再結晶等作用。在鋼中復合添加鈮和 鈦元素，能夠有效提高其碳氮化物的析出量，并通過沉淀強化顯著提高鋼板的強度和冷成 形性能。此外，在鋼中加入一定量的鈦能夠改善鋼的焊接性能。本發明中鈦含量的最優范 圍在0.01-0. 05%之間。
[0019] -種800MPa級熱軋高擴孔鋼板的制造方法，其特征在于：
[0020] 1、加熱工藝：將板坯在加熱爐中加熱到1220±20°C，并保溫1~3h。較高的加熱 溫度和合適的保溫時間使板坯中合金元素完全固溶、板坯成分均勻，并起到控制原始奧氏 體晶粒尺寸及節約能源等作用。
[0021] 2、軋制工藝：采用兩階段控制軋制，再結晶區軋制溫度> 1050°C，未再結晶區終 軋溫度為840~920°C，成品厚度為2. 0~6. 0_。
[0022] 3、冷卻工藝：終軋后采用連續層流冷卻，冷卻速率為20~40°C/s。冷卻速率較慢， 會使鋼板組織中鐵素體晶粒尺寸較大，含量過高，對鋼板的強度不利；反正，冷卻速率較快， 會降低組織中鐵素體的含量，惡化鋼板的力學性能和擴孔性能。在合理的冷卻速率范圍內， 采用易于控制的連續層流冷卻工藝可使鐵素體晶粒大量快速的析出，在抑制鐵素體晶粒長 大的同時，還使鐵素體的含量得到了保證。
[0023] 4、卷取溫度：卷取溫度為420~550°C。卷取溫度過高組織中易出現珠光體，卷取 溫度過低組織中會出現馬氏體組織。
[0024] 本發明的有益效果為：
[0025] 1、與同級別的熱軋高擴孔鋼板相比，本發明鋼板的成分中合金含量相對較少，成 本較低。
[0026] 2、本發明熱軋高擴孔鋼板軋后冷卻工藝簡單，鋼板性能均勻性較好。
[0027] 3、本發明熱軋高擴孔鋼板的力學性能優良，具有良好的強度和擴孔率匹配，鋼板 的抗拉強度大于800MPa，屈服強度大于600MPa，延伸率高于18 %，擴孔率高于70 %，特別適 合制作形狀復雜的汽車部件。
【具體實施方式】
[0028] 本發明實施例是將厚度為60~100mm的板坯加熱到1220±20°C，保溫1~3小時 后在Φ500πιπι二輥可逆式熱軋機組上進行兩階段控軋，再結晶區軋制溫度大于1050°C，未 再結晶區終軋溫度為840~920°C。終軋后采用連續冷卻，冷卻速率為20~40°C /s，卷取 溫度為420~550°C，成品厚度為2. 0~6. (tom。
[0029] 本發明的5個實施例的具體化學成分見表1 ;溫度制度見表2 ;鋼板的組織及性能 見表3。
[0030] 表1實施例1~5化學成分wt %
[0031]
[0032] 表2實施例1~5溫度制度
[0033]
[0034] 表3實施例1~5組織及力學性能
[0035]
【主權項】
1. 一種800MPa級熱軋高擴孔鋼板，其特征在于，其化學成分質量百分數為：0. 05%~ 0· 10%C、0. 2%~1. 0%Si、l. 0%~1. 8%Μη、0· 02%~0· 08%Als、0. 03%~0· 08% Nb、 0. 01%~0. 05Ti，并限制P< 0. 008%、S<0. 004%，余量為Fe和不可避免的雜質。2. 根據權利要求1所述的SOOMPa級熱軋高擴孔鋼板，其特征在于，鋼板的最終組織 由鐵素體和貝氏體組成，其中鐵素體體積分數為70%~90%，貝氏體體積分數為10%~ 30% 〇3. -種如權利要求1所述SOOMPa級熱軋高擴孔鋼板的制造方法，其特征在于： (1)加熱工藝：將板坯在加熱爐中加熱到1220±20°C，并保溫1~3h; ⑵軋制工藝：采用兩階段控制軋制，再結晶區軋制溫度> 1050°C，未再結晶區終軋溫 度為840~920°C，成品厚度為2. 0~6. 0_ ; (3) 冷卻工藝：終軋后采用連續層流冷卻，冷卻速率為20~40°C/s; (4) 卷取溫度：卷取溫度為420~550°C。
【專利摘要】一種800MPa級熱軋高擴孔鋼板及其制造方法，化學成分質量分數為：0.05～0.10％C、0.2～1.0％Si、1.0～1.8％Mn、0.02～0.08％Als、0.03～0.08％Nb、0.01～0.05Ti，P＜0.008％、S＜0.004％，余為Fe和雜質。鋼板的最終組織由鐵素體和貝氏體組成。板坯加熱溫度1220±20℃,保溫1～3h；采用兩階段控軋，再結晶區軋制溫度＞1050℃，未再結晶區終軋溫度840～920℃，成品厚度2.0～6.0mm；軋后連續層流冷卻速率為20～40℃/s；卷取溫度420～550℃。本發明工藝簡單，鋼板性能均勻，合金含量較少，成本較低；鋼板力學性能優良，具有良好的強度和擴孔率匹配，其抗拉強度＞800MPa，屈服強度＞600MPa，延伸率＞18％，擴孔率＞70％，特別適合制作形狀復雜的汽車部件。
【IPC分類】C22C38/14, C21D8/02
【公開號】CN105483545
【申請號】CN201410479582
【發明人】董毅, 時曉光, 韓斌, 劉仁東, 于寧, 楊衛, 管成平, 徐鑫, 高秀梅
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月19日