Si-Mn系780MPa級熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Si?Mn系780MPa級熱軋雙相鋼，該鋼的化學(xué)成分重量百分比如下：C：0.06～0.09％，Si：0.50～0.80％，Mn：1.70～1.90％，P：0～0.015％，S：0～0.004％，Als：0.020～0.060％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；該鋼的生產(chǎn)方法的冷卻步驟采用三段式控冷工藝：控制第一段冷卻速度為160～180℃/s，冷卻至630～730℃，控制第二段冷卻速度為3～8℃/s，冷卻至600～700℃，控制第三段冷卻速度為50～70℃/s，冷卻至50～150℃，且控制冷卻水水溫為10～25℃。本發(fā)明生產(chǎn)的熱軋雙相鋼能有效的獲得鐵素體+馬氏體雙相組織，材料的下屈服強度達380～635MPa，抗拉強度≥780MPa，延伸率A50mm≥16％，180°橫向彎曲試驗D＝1.5a合格，屈強比≤0.60，具備高強度和低屈強比的特點。
【專利說明】
S i-Μη系780MPa級熱軋雙相鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及冶金技術(shù)，具體地指一種Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車輕量化工作的開展，高強度熱乳汽車用鋼的需求量不斷擴大。組織結(jié)構(gòu) 為鐵素體+馬氏體的熱乳雙相鋼由于具有高強度、低屈強比的特點，在汽車車輪、保險扛等 零件上已逐步取代普通汽車結(jié)構(gòu)用鋼，應(yīng)用量逐步加大。
[0003] 因熱乳雙相鋼性能優(yōu)良，對此，國內(nèi)各鋼廠均在開展相關(guān)方面的研究工作。各鋼廠 裝備、技術(shù)、原料等參差不齊，生產(chǎn)過程中所用的合金元素種類、用量、工藝都不盡相同，現(xiàn) 有的熱乳雙相鋼在滿足相應(yīng)力學(xué)性能要求的前提下，難以兼顧高強度、低屈強比及冷成型 性能。如：中國專利申請?zhí)朇N201210411202公開了一種抗拉強度780MPa級熱乳雙相鋼板及 其制造方法，該鋼板成分為：C 0.07%~0.12%、Si 0.2%~0·7%、Μη 1.0%~1.8%、Als 0.02%~0.08%、Cr 0.5%~1.2%、Nb 0.02%~0.05%、Ti 0.01%~0.03%、P〈0.02%、S 〈0.005%，余量為Fe;該鋼板制造方法的要點是：將80~230mm厚的連鑄板坯加熱到1220土 20°C，保溫2~4小時;采用兩階段控制乳制，再結(jié)晶區(qū)乳制開乳溫度>1050°C，未再結(jié)晶區(qū) 終乳溫度840~920 °C，成品厚度2.5~6mm;終乳層流冷卻，冷速20~40 °C/s，卷取溫度500~ 600°C。上述熱乳雙相鋼板在生產(chǎn)過程中卷取溫度過高，從金相組織轉(zhuǎn)變規(guī)律上看，無法得 到馬氏體組織，不能滿足汽車用鋼對高強度、低屈強比及良好冷成型性能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是要提供一種Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼及其生產(chǎn)方法，該熱 乳雙相鋼強度高、屈強比低，冷成型性能優(yōu)良。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼， 該鋼的化學(xué)成分重量百分比如下：C:0.06~0.09%，Si :0.50~0.80%，Mn: 1.70~1.90%， P:0~0.015%，S:0~0.004%，Als:0.020~0.060%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0006] 進一步地，該鋼的化學(xué)成分重量百分比如下:C: 0.08~0.09 %，Si : 0.50~0.63 %， 皿11:1.83~1.90%，？：0.012~0.013%，5:0.003~0.004%418 :0.035~0.051%，其余為卩6 及不可避免的雜質(zhì)。
[0007] -種上述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)方法，包括冶煉、真空處理、連鑄、 加熱、乳制、冷卻及卷取的步驟，所述冷卻步驟采用三段式控冷工藝:控制第一段冷卻速度 為160~180°C/s，冷卻至630~730°C，控制第二段冷卻速度為3~8°C/s，冷卻至600~700 °C，控制第三段冷卻速度為50~70°C/s，冷卻至50~150°C，且控制冷卻水水溫為10~25°C。
[0008] 進一步地，所述乳制步驟采用分段乳制，控制粗乳結(jié)束溫度為1060~1100°C，控制 精乳終乳溫度為830~870 °C。
[0009] 進一步地，所述加熱步驟，控制鑄坯加熱溫度為1230~1260°C，加熱時間為50~ 60min〇
[0010] 進一步地，所述冷卻步驟，控制第一段冷卻速度為165~170°C/s，冷卻至660~710 °C，控制第二段冷卻速度為5~8°C/s，冷卻至645~680°C，控制第三段冷卻速度為59~70 °C/s，冷卻至 85 ~100°C。
[0011 ] 進一步地，所述卷取步驟，控制卷取溫度為50~150°C。
[0012] 進一步地，所述真空處理步驟，控制真空處理時間>15min。
[0013]進一步地，所述乳制步驟，控制粗乳結(jié)束溫度為1065~1070°C，控制精乳終乳溫度 為835 ~850°C。
[0014] 更進一步地，所述加熱步驟，控制鑄坯加熱溫度為1240~1255°C，加熱時間為57~ 60min〇
[0015] 以下就本發(fā)明的化學(xué)成分及生產(chǎn)方法進行分析說明：
[0016] (1)化學(xué)成分
[0017] 碳:碳是廉價的固溶強化元素，根據(jù)本鋼種的應(yīng)用范圍，主要用于加工汽車車輪等 零件，需要進行較大程度的沖壓變形加工，因此要求材料在滿足強度要求的同時，具有良好 的冷成形性能，如果其含量小于0.06 %，則不能滿足材料強度的要求，如果其含量大于 0.09%，則不能滿足材料的良好成形性能。因此，將其含量限定在0.06~0.09%。
[0018] 硅:硅是強化鐵素體的元素，可以有效地提高鐵素體的強度，但降低鐵素體的延 性。硅是鐵素體的固溶強化元素，它加速碳向奧氏體的偏聚，使鐵素體進一步凈化，免除間 隙固溶強化并可避免冷卻時粗大碳化物的生成，可以提高淬透性，固溶到鐵素體中的硅可 以影響位錯的交互作用，增加加工硬化率和給定強度水平下的均勻延伸，但是硅含量過高 對板材表面質(zhì)量有害，因此高硅雙相鋼的應(yīng)用受到限制。所以，將其含量限定在0.50~ 0.80%〇
[0019]錳:錳是提高強度和韌性最有效的元素，在雙相鋼中可有效的推遲珠光體轉(zhuǎn)變。如 果其含量小于1.70%，則不能滿足材料強度要求;但是添加過量的錳，在雙相鋼中會抑制鐵 素體的析出，鑒于此，將其上限定為1.90%。因此，將其含量限定在1.70~1.90%。
[0020]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0.015%。因此將其含量控制在0.015%以下。
[0021 ]硫:硫是非常有害的元素，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，需將鋼中硫含量控制得越低越好。因 此，將鋼中硫含量控制在0.004 %以下。
[0022]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塊，所以，規(guī)定Als上限為0.060%。因此，Als含量 限定在0.020~0.060%。
[0023]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)濟性的觀點出 發(fā)，本發(fā)明未添加他、11、(]11、0、附、]\1〇等貴重合金元素。
[0024] (2)生產(chǎn)方法
[0025] 進行鑄坯加熱溫度和時間的控制，采取1230~1260°C加熱溫度和50~60min的加 熱時間是為了保證鋼坯中的合金元素完全溶解。
[0026]進行分段乳制，并控制粗乳結(jié)束溫度在1060~1100 °C，控制精乳終乳溫度在830~ 870°C，這是因為如果粗乳結(jié)束溫度低于1060°C，則無法保證精乳終乳溫度達到設(shè)定值，增 大乳制負(fù)荷，增加能耗，如果高于1100°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830°C，則會在材料的二相區(qū)內(nèi)進行乳制，造成混晶等缺陷，如果精 乳終乳溫度高于870°C，則鋼材的原始奧氏體晶粒會過于粗大，降低鋼材的強度。
[0027] 采用三段式控制冷卻工藝，第一段冷卻速度為160~180°C/s，冷卻至630~730°C， 第二段冷卻速度為3~8°C/s，冷卻至600~700°C，第三段冷卻速度為50~70°C/s，冷卻至50 ~150°C/s，是本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)，首先第一段冷卻過程按照冷卻速度為160~180 °C/秒進 行前端快速冷卻，冷卻到溫度為630~730°C，是為了保證在鋼材的再結(jié)晶晶粒還未開始長 大時及時進行冷卻，避免粗大組織的產(chǎn)生，使材料獲得細(xì)小的原始奧氏體晶粒組織;第二段 冷卻過程按照冷卻速度為3~8°C/秒進行冷卻，冷卻至600~700°C，使得部分奧氏體組織轉(zhuǎn) 變?yōu)殍F素體;第三段冷卻過程冷卻速度為50~70°C/s，冷卻至50~150°C/s，使得在第二段 冷卻時未轉(zhuǎn)變的奧氏體組織快速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織，從而使鋼材最終獲得鐵素體+馬氏體 的雙相組織。
[0028] 控制冷卻水水溫在10~25°C是為了保證各段冷卻時的冷卻速度。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0030] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所生產(chǎn)的抗拉強度780MPa級熱乳雙相鋼能有效的獲得鐵 素體+馬氏體雙相組織，材料的下屈服強度380~635MPa、抗拉強度2 780MPa，延伸率A5Qmm 2 16%，180°橫向彎曲試驗D = 1.5a合格，屈強比< 0.60，產(chǎn)品具備高強度和低屈強比的特點。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為實施例1中鋼板的金相組織結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，便于更清楚地了解本 發(fā)明，但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0033] 實施例1~8
[0034] 實施例1~8中的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)步驟如下：
[0035] 1)進行轉(zhuǎn)爐冶煉；
[0036] 2)真空處理，處理時間>15min;
[0037] 3)連鑄成坯并對鑄坯加熱，鑄坯加熱溫度控制在1230~1260°C，加熱時間50~ 60min；
[0038] 4)進行分段乳制:控制粗乳結(jié)束溫度在1060~1100°C，控制精乳終乳溫度在830~ 870。。；
[0039] 5)采用三段式控制冷卻工藝：第一段冷卻速度為160~180 °C/s，冷卻至630~730 °C，第二段冷卻速度為3~8°C/s，冷卻至600~700°C，第三段冷卻速度為50~70°C/s，冷卻 至50~150°C/s，控制冷卻水水溫在10~25°C ;
[0040] 6)進行卷取，控制卷取溫度在50~150 °C ;
[0041] 7)進行精整及后工序。
[0042] 實施例1~8中各Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的化學(xué)成分及其重量百分比見下表 1〇
[0043] 實施例1~8中各Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼生產(chǎn)過程中涉及的主要工藝參數(shù)見 下表2。
[0044] 實施例1~8中制得的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的力學(xué)性能及組織檢驗結(jié)果見 下表3。
[0045] 實施例1中制得的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的金相組織結(jié)構(gòu)見圖1。
[0046] 對比例1~2
[0047]對比例1~2中鋼種的生產(chǎn)步驟與實施例1~8的區(qū)別在于沒有采用三段式控制冷 卻工藝，全程以25°C/s的冷卻速度冷卻。
[0048] 對比例1~2中鋼的化學(xué)成分及其重量百分比見下表1。
[0049] 對比例1~2中鋼在生產(chǎn)過程中涉及的主要工藝參數(shù)見下表2。
[0050] 對比例1~2中制得的鋼的力學(xué)性能及組織檢驗結(jié)果見下表3。
[0051] 表 1
[0052]
[0053] 表 2
[0054]
[0057]從表1~3數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明獲得的鋼的下屈服強度409MPa以上，抗拉強度2 782MPa，延伸率A5Q" 2 17 %，180°橫向彎曲試驗D = 1.5a合格，屈強比< 0.60，具有高強度和 低屈強比的特點，而對比例1~2所獲得的鋼的屈強比>0.60,不具有低屈強比的特點。實施 例1制得的鋼的金相組織見圖1，為鐵素體和馬氏體的雙相組織，晶粒細(xì)密均勻。
【主權(quán)項】
1. 一種Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼，其特征在于：該鋼的化學(xué)成分重量百分比如下： C:0.06~0.09%，Si:0.50~0.80%，Mn:1.70~1.90%，P :0~0.015%，S:0~0.004%，Als: 0.020~0.060%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼，其特征在于:該鋼的化學(xué)成分 重量百分比如下：C:0.08~0.09%，Si:0.50~0.63%，Μη:1·83~1.90%，Ρ:0·012~ 0.013%，S:0.003~0.004%，Als:0.035~0.051%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。3. -種權(quán)利要求1所述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)方法，包括冶煉、真空處 理、連鑄、加熱、乳制、冷卻及卷取的步驟，其特征在于:所述冷卻步驟采用三段式控冷工藝： 控制第一段冷卻速度為160~180 °C/s，冷卻至630~730 °C，控制第二段冷卻速度為3~8°C/ s，冷卻至600~700°C，控制第三段冷卻速度為50~70°C/s，冷卻至50~150°C，且控制冷卻 水水溫為10~25°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述 乳制步驟采用分段乳制，控制粗乳結(jié)束溫度為1060~1100°C，控制精乳終乳溫度為830~ 870。。。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述 加熱步驟，控制鑄坯加熱溫度為1230~1260°C，加熱時間為50~60min。6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在 于:所述冷卻步驟，控制第一段冷卻速度為165~170°C/s，冷卻至660~710°C，控制第二段 冷卻速度為5~8°C/s，冷卻至645~680 °C，控制第三段冷卻速度為59~70 °C/s，冷卻至85~ 100。。。7. 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在 于:所述卷取步驟，控制卷取溫度為50~150°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在 于:所述真空處理步驟，控制真空處理時間>15min。9. 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在 于:所述乳制步驟，控制粗乳結(jié)束溫度為1065~1070°C，控制精乳終乳溫度為835~850°C。10. 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的Si-Mn系780MPa級熱乳雙相鋼的生產(chǎn)方法，其特征在 于:所述加熱步驟，控制鑄坯加熱溫度為1240~1255°C，加熱時間為57~60min。
【文檔編號】C22C38/06GK105838997SQ201610325206
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】劉斌, 周祖安, 趙江濤, 王孟, 劉永前, 王立新, 楊海林, 彭濤
【申請人】武漢鋼鐵股份有限公司