抗拉強(qiáng)度750MPa級熱軋復(fù)相鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗拉強(qiáng)度750MPa級熱軋復(fù)相鋼及其生產(chǎn)方法。所述復(fù)相鋼由以下重量百分比的化學(xué)成分構(gòu)成：C 0.06～0.10％，Si≤0.3％，Mn 1.00～1.5％，P≤0.025％，S≤0.008％，Als 0.020～0.070％，Nb0.020～0.04％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。所述復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：1)轉(zhuǎn)爐冶煉，2)吹氬、鋁線終脫氧與化學(xué)成分調(diào)整，3)連鑄成坯并對鑄坯加熱，4)進(jìn)行分段軋制，5)采用五段式控制冷卻工藝。該方法所生產(chǎn)的復(fù)相鋼的鋼板組織含貝氏體、馬氏體以及一定數(shù)量鐵素體，可獲得更好的成形性能。
【專利說明】
抗拉強(qiáng)度750MPa級熱軋復(fù)相鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)相鋼，特別是指一種抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼及其生產(chǎn)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著節(jié)能減排以及安全性的要求提高，采用高強(qiáng)以及超高強(qiáng)鋼實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化 成為現(xiàn)代汽車工業(yè)發(fā)展的主要趨勢。高強(qiáng)度鋼中，復(fù)相鋼以鐵素體、貝氏體和馬氏體以及析 出物組成相，不但具有高強(qiáng)度和足夠的成形性，而且具有良好的加工硬化特性以及良好的 焊接性能。同時，復(fù)相鋼具有尚的能量吸收能力和尚的殘余變形變量，特別適合于要求良好 抗沖擊性能的零件如車門防撞桿、保險杠等安全零件。但由于設(shè)備及工藝的限制，國內(nèi)外鮮 有相關(guān)鋼種生產(chǎn)的報道，世界上也只有蒂森、浦項(xiàng)和寶鋼少數(shù)鋼鐵企業(yè)具備供貨條件。
[0003] 中國專利申請"一種抗拉強(qiáng)度780MPa級復(fù)相鋼板及制造方法"，申請?zhí)?200510130899. X，公開了一種拉強(qiáng)度780MPa級復(fù)相鋼板及制造方法，包括:化學(xué)成分按質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)為：0.13~0.17%C、0.20 ~0.40%Si、1.30~1.50%]?11、0.02~0.03%恥，余量為卩6; 組織為粒狀貝氏體與馬氏體復(fù)相組織，其中：粒狀貝氏體體體積分?jǐn)?shù)為90~95%，馬氏體體 積分?jǐn)?shù)為10~5 %;屈服強(qiáng)度為525~550MPa，抗拉強(qiáng)度為785~795MPa，斷后總伸長率為20 ~25 %。通過控乳控冷工藝乳制，控制開乳溫度1100~1150 °C，終乳溫度800~850°C ;控制 第一段冷卻速度40~70°C/s，冷卻后溫度550~610°C;第二段冷卻速度220~360°C/s，卷取 溫度20~250°C;冷卻后進(jìn)行卷取，控制鋼板厚度3~4.5mm。該制造方法獲得鋼板組織中沒 有鐵素體組織，完全由貝氏體及馬氏體組成，成形性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種成形性能好的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼及其生 產(chǎn)方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼，由以下重量百 分比的化學(xué)成分構(gòu)成：C:0.06~0.10%，Si <0.3%，Mn:1.00~1.5%，P< 0.025%，S< 0.008%，Als(酸溶鋁含量）：0.020~0.070%，他:0.020~0.04%，余量為？6及不可避免的 雜質(zhì)。
[0006] 以下對各化學(xué)成分的作用進(jìn)行說明。
[0007] 碳:碳是廉價的固溶強(qiáng)化元素。根據(jù)本鋼種的應(yīng)用范圍，主要用于汽車零部件，需 要進(jìn)行一定程度的沖壓變形加工，因此要求材料在滿足強(qiáng)度要求的同時，具有良好的冷成 形性能。如果其含量小于〇. 06%，則不能滿足材料強(qiáng)度的要求;如果其含量大于0.10%，則 不能滿足材料的良好成形性能。所以，將其含量限定在〇. 06~0.10%范圍。
[0008] 硅:硅是廉價而有效的鋼液脫氧元素，但過多的硅含量會惡化熱乳鋼板的表面質(zhì) 量，因此對于娃含量將其含量限定在0.3 %以下。
[0009]錳:錳是提高強(qiáng)度和韌性最有效的元素。如果其含量小于1.00%，則不能滿足材料 強(qiáng)度要求;但是添加多量的錳，會導(dǎo)致增加鋼的淬透性，由于焊接硬化層的出現(xiàn)而使裂紋敏 感性增高，且增加鋼材的合金成本。鑒于此，將其上限定為1.5%，所以，將其含量限定在 1.00~1.5%范圍。
[0010]磷:為了避免材料的焊接性能、沖壓成形性能、韌性、二次加工性能發(fā)生惡化，設(shè)定 其含量上限為〇. 025%。所以將其含量控制在0.025%以下。
[0011]硫:硫含量對鋼的冷彎性能有較大影響，隨著硫含量的增加，鋼的冷彎性能降低。 鋼中的硫常以錳的硫化物形態(tài)存在，這種硫化物夾雜對鋼的沖擊韌性是十分不利的，并造 成性能的各向異性，因此，需將鋼中硫含量控制得越低越好?；趯︿摪鍥_壓成形工藝和制 造成本的考慮，將鋼中硫含量控制在0.008%以下。
[0012] 鋁：鋁是為了脫氧而添加的，當(dāng)Als含量不足0.020%時，不能發(fā)揮其效果；另一方 面，由于添加多量的鋁容易形成氧化鋁團(tuán)塊，所以，設(shè)定Als上限為0.070%。因此，Als含量 限定在〇. 020~0.070%范圍。
[0013]鈮:鈮主要通過細(xì)化晶粒和沉淀析出強(qiáng)化來提高鋼的強(qiáng)度，是強(qiáng)烈的碳、氮化合物 形成元素，在鋼中主要以Nb(C、N)形式存在，阻止奧氏體晶粒的長大，最終使鐵素體晶粒尺 寸變小，細(xì)化組織。當(dāng)其含量低于0.020%時，不能滿足材料高強(qiáng)度的要求;而加入的鈮高于 0.04%時，已能滿足其強(qiáng)度與成型性能的要求，若再添加，合金成本會顯著上升。所以，根據(jù) 鋼種的性能目標(biāo)要求，將其含量限定在〇. 020~0.040%范圍。
[0014] 除了對以上化學(xué)成分的范圍作了限定以外，從提高材料成形性、經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)出 發(fā)，本發(fā)明未添加(^11、1';[、附、0、]/[0等貴重合金元素。
[0015] 優(yōu)選地，所述化學(xué)成分中，Mn的重量百分比為1 ? 31 %~1 ? 37%。
[0016] 優(yōu)選地，所述化學(xué)成分中，Nb的重量百分比為0.027 %~0.035 %。
[0017]上述抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
[0018] 1)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉；
[0019] 2)在吹氬站進(jìn)行吹氬，添加鋁線終脫氧，并進(jìn)行其他化學(xué)成分的調(diào)整；
[0020] 3)連鑄成坯并對鑄坯加熱，鑄坯加熱溫度控制在1250~1300°C，加熱在爐時間160 ~200min;
[0021] 4)進(jìn)行分段乳制:控制粗乳結(jié)束溫度在1080~1120°C，控制精乳終乳溫度在800~ 880。。；
[0022] 5)采用五段式控制冷卻工藝：第一段冷卻速度為80~180°C/s，冷卻至650~700 °C，第二段冷卻速度為3~8°C/s，冷卻至630~680°C，第三段冷卻速度為30~100°C/s，冷卻 至410~450°C，第四段冷卻速度為3~8°C/s，冷卻至380~430°C，第五段冷卻速度為30~ 100°C/s，冷卻至100~250°C;其中，第一段、第三段、第五段采用水冷，第二段、第四段采用 空冷。
[0023]以下對各步驟的控制原理進(jìn)行說明。
[0024]關(guān)于進(jìn)行鑄坯加熱溫度和時間的控制，是本發(fā)明的關(guān)鍵工序之一。采取1250~ 1320°C高溫加熱是為了保證鋼坯中的合金元素完全溶解，在爐加熱總時間控制在160~ 200min是為了保證合金元素的完全溶解。
[0025]關(guān)于進(jìn)行分段乳制，控制粗乳結(jié)束溫度在1080~1120 °C，并控制精乳終乳溫度在 800~880°C也是本發(fā)明的關(guān)鍵工序。這是因?yàn)槿绻秩榻Y(jié)束溫度低于1080°C，則無法保證 精乳終乳溫度達(dá)到設(shè)定值，增大乳制負(fù)荷，增加能耗;如高于1120°C，則會產(chǎn)生較多的氧化 鐵皮，影響鋼材的表面質(zhì)量。如果精乳終乳溫度低于800°C，則會在材料的二相區(qū)內(nèi)進(jìn)行乳 制，造成混晶等缺陷，且乳制壓力過大，超過設(shè)備能力；如高于890°C，則鋼材的原始奧氏體 晶粒會過于粗大，降低鋼材的強(qiáng)度。
[0026] 關(guān)于五段式控制冷卻工藝：第一段冷卻速度為80~180°C/s，冷卻至650~700°C， 為了保證在鋼材的再結(jié)晶晶粒還未開始長大時及時進(jìn)行冷卻，避免粗大組織的產(chǎn)生。第二 段冷卻速度為3~8°C/s，冷卻至630~680 °C，為了獲得一定比例的鐵素體組織。第三段冷卻 速度為30~100°C/s，冷卻至410~450°C，第四段冷卻速度為3~8°C/s，冷卻至380~430°C， 為了得到大比例的貝氏體組織。第五段冷卻速度為30~100°C/ S，冷卻至100~250°C，為使 基體具有一定的馬氏體組織，滿足材料較高的強(qiáng)度要求。
[0027] 優(yōu)選地，步驟2)中，吹氬時間為:底吹2 4min，頂吹2 5min。
[0028] 優(yōu)選地，步驟3)中，控制鑄坯加熱溫度在126 5~128 5 °C，控制在爐時間17 0~ 189min〇
[0029] 優(yōu)選地，步驟4)中，控制粗乳結(jié)束溫度在1090~1108°C。
[0030] 優(yōu)選地，步驟4)中，控制精乳終乳溫度在842~857 °C。
[0031] 優(yōu)選地，步驟5)中，第一段冷卻速度為100~140°C/s，第二段冷卻速度為4~5°C/ s，第三段冷卻速度為50~80 °C/s，第四段冷卻速度為4~5°C/s，第五段冷卻速度為45~65 。(:/s。
[0032] 優(yōu)選地，步驟5)中，第一段冷卻至671~680°C，第二段冷卻至645~665°C，第三段 冷卻至420~440°C，第四段冷卻至390~410°C，第五段冷卻至130~180°C。
[0033]本發(fā)明的有益效果是:所生產(chǎn)的復(fù)相鋼的鋼板組織含貝氏體、馬氏體以及一定數(shù) 量鐵素體，可獲得更好的成形性能，其下屈服強(qiáng)度650~830MPa，抗拉強(qiáng)度2 750MPa，延伸率 能夠達(dá)到Astkmi 2 10 %，180°橫向彎曲試驗(yàn)D = 1.5a合格，且具有良好的表面質(zhì)量，可由此制 造成形復(fù)雜、高強(qiáng)度要求的汽車零部件。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的金相組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0036] 實(shí)施例1
[0037]本實(shí)施例提供了一種抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼，由以下重量百分比的化學(xué)成 分構(gòu)成：c:0.1%，Si:0.25%，Mn:1.5%，P:0.025%，S:0.006%，Nb:0.04%，Als:0.045%， 余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0038] 上述復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，其步驟如下：
[0039] 1)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉；
[0040] 2)在吹氬站添加鋁線終脫氧，并進(jìn)行其他成分調(diào)整，吹氬時間：底吹2 4min，頂吹 > 5min〇
[00411 3)連鑄成坯并對鑄坯加熱，鑄坯加熱溫度控制在1280 °C (溫度實(shí)際會有一定波動， 下同），在爐加熱時間200min;
[0042] 4)進(jìn)行分段乳制:控制粗乳結(jié)束溫度在1090°C，控制精乳終乳溫度在865°C ;
[0043] 5)采用五段式控制冷卻工藝:第一段冷卻速度為120°C/s，冷卻至700°C，第二段冷 卻速度為5°C/s，冷卻至680°C，第三段冷卻速度為80°C/s，冷卻至450°C，第四段冷卻速度為 5°C/s，冷卻至430°C，第五段冷卻速度為100°C/s，冷卻至180°C。其中，第一段、第三段、第五 段采用水冷，第二段、第四段采用空冷。
[0044] 6)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在180°C (卷取溫度與第五段冷卻溫度一致）；
[0045] 7)進(jìn)行精整及后工序，如矯直、酸洗、清理等。
[0046]本實(shí)施例中復(fù)相鋼的力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示，其下屈服強(qiáng)度ReL:661MPa，抗 拉強(qiáng)度Rm: 772MPa，延伸率A80mm: 22%，屈強(qiáng)比：0.86，180°橫向彎曲試驗(yàn):d = 1.5a合格。
[0047] 如圖1所示，為本實(shí)施例中復(fù)相鋼的金相組織圖，由貝氏體、鐵素體以及少量馬氏 體組織組成。
[0048] 實(shí)施例2~8
[0049]各實(shí)施例所提供的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼，由表1中所列重量百分比的化 學(xué)成分構(gòu)成(余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)）。其生產(chǎn)步驟與實(shí)施例1基本相同，不同之處在 于，各步驟采用表2中所列工藝參數(shù)。各實(shí)施例所得復(fù)相鋼的力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果列于表3中。
[0050]表1本發(fā)明各實(shí)施例的取值列表
[0053]表2本發(fā)明各實(shí)施例的主要工藝參數(shù)列表
[0055]表3本發(fā)明各實(shí)施例力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果列表
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼，其特征在于，由以下重量百分比的化學(xué)成分構(gòu) 成：余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼，其特征在于：所述化學(xué)成分 中，Μη的重量百分比為1.31 %~1.37%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼，其特征在于：所述化學(xué)成分 中，Nb的重量百分比為0.027%~0.035%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，其特 征在于，包括如下步驟： 1) 進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉； 2) 在吹氬站進(jìn)行吹氬，添加鋁線終脫氧，并進(jìn)行其他化學(xué)成分的調(diào)整； 3) 連鑄成坯并對鑄坯加熱，鑄坯加熱溫度控制在1250~1300 °C，加熱在爐時間160~ 200min； 4) 進(jìn)行分段乳制：控制粗乳結(jié)束溫度在1080~1120°C，控制精乳終乳溫度在800~880 °C； 5) 采用五段式控制冷卻工藝：第一段冷卻速度為80~180°C/s，冷卻至650~700°C，第 二段冷卻速度為3~8°C/s，冷卻至630~680 °C，第三段冷卻速度為30~100 °C/s，冷卻至410 ~450°C，第四段冷卻速度為3~8°C/s，冷卻至380~430°C，第五段冷卻速度為30~100°C/ s，冷卻至100~250°C;其中，第一段、第三段、第五段采用水冷，第二段、第四段采用空冷。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟 2) 中，吹氬時間為:底吹2 4min，頂吹2 5min。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟 3) 中，控制鑄坯加熱溫度在1265~1285°C，控制在爐時間170~189min。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟 4) 中，控制粗乳結(jié)束溫度在1090~1108°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟 4) 中，控制精乳終乳溫度在842~857°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟 5) 中，第一段冷卻速度為100~140°C/s，第二段冷卻速度為4~5°C/s，第三段冷卻速度為50 ~80°C/s，第四段冷卻速度為4~5°C/s，第五段冷卻速度為45~65°C/s。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗拉強(qiáng)度750MPa級熱乳復(fù)相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于：步 驟5)中，第一段冷卻至671~680°C，第二段冷卻至645~665°C，第三段冷卻至420~440°C， 第四段冷卻至390~410°C，第五段冷卻至130~180°C。
【文檔編號】C21D8/02GK105821315SQ201610297504
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】王孟, 劉永前, 劉斌, 梁文, 趙江濤, 王立新, 楊海林, 彭濤
【申請人】武漢鋼鐵股份有限公司