一種高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板及其制造方法技術

本發明專利技術公開了一種高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板，其微觀組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體，該高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板的化學元素質量百分含量為：C：0.02～0.08％；Mn：1.0～2.0％；Al：0.025～0.060％；余量為Fe和其他不可避免的雜質。本發明專利技術還公開了一種高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板的制造方法，其依次包括步驟：(1)冶煉并鑄造成板坯；(2)加熱；(3)軋制；(4)分段冷卻；(5)卷取；(6)空冷至室溫。本發明專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板的強度高，屈強比低，擴孔率好，成形性良好且冷加工性能優良。

【技術實現步驟摘要】
一種高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板及其制造方法
本專利技術涉及一種鋼板及其制造方法，尤其涉及一種高強度鋼板及其制造方法。
技術介紹
近年來，由于人類對于環境保護意識的日益增強，降低汽油耗及減少CO2的排放已經成為了一個全球共同的呼聲。為了達到這一目標，現有技術中采取了諸多措施，其中，車輛減重是有效降低汽車能耗和CO2排放量的手段。與此同時，在車輛減重的情況下，還要保證汽車的安全性能。為了順應這一全球性的趨勢以及對汽車安全性能的重視，對于各種強度級別高且加工性能良好的新型鋼鐵材料的需求應運而生。熱軋鋼板主要應用于轎車底盤、車輪、懸掛及其周圍部件，其重量約占車體總重的25％以上。由于鋼板強度的提高，由鋼板制成的零部件及其設備也面臨壓力的提升，因此，企業希望能夠獲得一種屈服強度低而抗拉強度高的材料，從而解決現實生產中矛盾所在。與此同時，用于這些設備上的諸多零部件具有比較復雜的外觀形狀，故而，還要求鋼板具有良好的沖壓成形性。與此同時，較高的擴孔(翻邊)性能也是這些鋼板的一個非常重要的指標性能。現有技術中的雙相鋼的微觀組織通常為鐵素體+馬氏體，它具有屈強比低、無屈服平臺、加工硬化率高、烘烤硬化高、疲勞壽命長且焊接性能好等諸多優異性能。然而，現有技術中的雙相鋼的低擴孔率成為了其致命的缺點。為了滿足鋼板在轎車底盤和轎車車輪上的使用條件，一般采取兩種措施，一種是使用強度降低的鋼板(≤300MPa)，以獲得較高的擴孔性能；另一種則是在零件設計中減少翻邊量，以降低對鋼板擴孔性能的要求。公開號為TWI300443B的臺灣專利文獻公開了一種熱軋鋼板及其制造方法。該熱軋鋼板中的各化學元素(wt.％)為：C：0.01-0.08％，Si＜0.9％，Mn：0.5-1.6％，A1≤1.2％，Cr：0.3-1.2％。該熱軋鋼板的制造方法分兩個階段冷卻，在第一冷卻階段先以2-15℃/s的冷卻速度冷卻至730℃，冷卻時間為8-40s，在第二冷卻階段再以20-150℃/s的冷卻速度冷卻到300℃以下。該臺灣專利文獻所公開的熱軋鋼板獲得的微觀組織為70-90％鐵素體+30-10％馬氏體。此外，公開號為DE000010327383A，公開日為2005年2月10日，名稱為“一種熱軋雙相鋼板的制造方法”的德國專利文獻公開了一種鋼板及其制造方法。該鋼板的各化學元素(wt.％)為：C：0.01-0.08％，Si≤0.9％，Mn：0.5-1.9％，Al≤1.2％，Cr：0.3-1.2％，其余為Fe和不可避免的雜質。該鋼板的制造方法包括：在A3-50℃～A3-100℃的溫度下開始終軋，隨后以30-150℃/s冷卻速度冷卻到鐵素體區域，冷卻時間5秒，再以30-150℃/s的冷卻速度冷卻至300℃。該德國專利文獻所公開的熱軋雙相鋼板的微觀組織為馬氏體+鐵素體，且其未對擴孔率和屈強比提出性能要求。隨著汽車用鋼強度的不斷提高，并且汽車零件的設計很難過于簡單，鑒于此，企業迫切需要一種鋼材料，既具有較低的屈強比、較高的加工硬化率，又具有較高的擴孔率，以滿足汽車零部件的成形要求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板。該鋼板的強度較高，且兼具有較高的擴孔率和較低的屈強比。另外，本專利技術所述的鋼板冷加工性能良好，成形性能優良且焊接性能佳。此外，本專利技術所述的鋼板能夠滿足復雜零部件的成形加工要求。為了實現上述目的，本專利技術提出了一種高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板，其微觀組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體，該高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板的化學元素質量百分含量為：C：0.02～0.08％；Mn：1.0～2.0％；Al：0.025～0.060％；余量為Fe和其他不可避免的雜質。本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板中的各化學元素的設計原理為：碳：C用于形成足夠的碳化物以在鋼板中形成強化相，從而保證鋼的強度級別。然而，C含量太低，鋼板的強度達不到要求，C含量太高，又會對鋼板的焊接性能和成形性能均產生不利影響。為此，在本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板中的C含量需要控制為0.02～0.08％。錳：Mn是固溶強化元素，以用來提高鋼板的強度。若Mn含量低于1.0％，鋼板的強度不足。一旦Mn含量過高的話，則會使得鋼板的塑性降低。因此，基于本專利技術的技術方案，將鋼板中的Mn含量設定在1.0～2.0％范圍之間。鋁：Al是鋼中的脫氧元素，可以有效地減少鋼中的氧化物夾雜，以起到純凈鋼質的作用，從而有利于提高鋼板的成形性能。鑒于此，本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板中的Al應當設計為0.025～0.060％。不同于現有技術中的雙相鋼的微觀組織為鐵素體+馬氏體，本專利技術所述的鋼板的微觀組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體。由于馬氏體具有很高的強度，它與鐵素體之間巨大的強度差別，導致雙相鋼的各項性能特性中，擴孔率低的缺點始終是其軟肋，嚴重影響雙相鋼的應用。貝氏體與鐵素體以及貝氏體與馬氏體之間具有較好的強韌性配合，由于它們兩者之間的強度差明顯比馬氏體與鐵素體的強度差要低很多，使得鐵素體+馬氏體+貝氏體的擴孔率較之鐵素體+馬氏體雙相鋼有大幅度的改善。進一步地，本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板中的馬氏體的相比例為15-20％。更進一步地，本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板中的貝氏體的相比例為3-10％。進一步地，在本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板的全部鐵素體相中，長寬比為1.0-1.2的鐵素體的比例不低于80％，以保證鋼板具有較高的擴孔率。專利技術人發現，當微觀組織的全部鐵素體相中的長寬比為1.0-1.2的鐵素體的比例≥80％時，鋼板的擴孔率可以達到60％以上。進一步地，本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板還含有0＜Si≤1.6％、0＜Ti≤0.03％、0＜B≤0.0005％、0＜Ca≤0.0050％的至少其中之一。硅：Si在鋼中可以起到固溶強化作用，以提高鋼板的強度。另外，Si的存在可以加速奧氏體向鐵素體的轉變，使得奧氏體向鐵素體的轉變速度加快。此外，Si還可以阻止C化物的析出，以避免珠光體相的出現。但是，過高的Si含量容易使得鋼板表面出現紅鐵皮等表面缺陷。鑒于此，本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板中的Si元素的含量需要控制為：0＜Si≤1.6％。鈦：Ti是有效細化晶粒并提高鋼板的強度和韌性的元素。它可以以碳化物和碳氮化物的形式存在于鋼中。基于本專利技術的技術方案，將Ti含量控制為：0＜Ti≤0.03％。硼：B是晶界強化元素，其可以有效地提高鐵素體基體的強度，進而改善高鋼板的擴孔性能。基于本專利技術的技術方案，可以向鋼板中添加B，但是B含量不能超過0.0005％。鈣：Ca可以改變鋼中硫化物的形態，以提高鋼板的塑性和韌性，從而有助于提高鋼板的擴孔率。為此，本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板中的Ca含量設定為：0＜Ca≤0.0050％。進一步地，本專利技術所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板的其他不可避免的雜質中的P≤0.035％、S≤0.001％、N≤0.0060％。磷：P是鋼中的雜質元素，其含量應當被控制得越低越好。為此，本專利技術的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板中的P含量≤0.035％。硫：S也是鋼中的雜質元素。通常要求鋼中的S含量保持在0.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板，其特征在于，其微觀組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體，該高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板的化學元素質量百分含量為：C：0.02～0.08％；Mn：1.0～2.0％；Al：0.025～0.060％；余量為Fe和其他不可避免的雜質。

【技術特征摘要】
1.一種高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板，其特征在于，其微觀組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體，其中在全部鐵素體相中，長寬比為1.0-1.2的鐵素體的比例不低于80％；該高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板的化學元素質量百分含量為：C：0.02～0.08％；Mn：1.0～2.0％；Al：0.025～0.060％；余量為Fe和其他不可避免的雜質。2.如權利要求1所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板，其特征在于，馬氏體的相比例為15-20％。3.如權利要求2所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板，其特征在于，貝氏體的相比例為3-10％。4.如權利要求1所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板，其特征在于，其還含有0＜Si≤1.6％、0＜Ti≤0.03％、0＜B≤0.0005％、0＜Ca≤0.0050％的至少其中之一。5.如權利要求1所述的高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板，其特征在于，其他不可避免的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張建蘇，龐厚君，宗震宇，張華偉，王明，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31