[发明专利]一种抗拉强度780MPa级热轧双相钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁生产技术领域，特别涉及一种抗拉强度达到780MPa级主要适用于汽车领域的热轧双相钢板及其制造方法。

背景技术

由软相铁素体和硬相马氏体组成的双相钢以其优越的力学性能和成形性能，广泛应用于汽车工业。而近年来，随着汽车工业的迅速发展，汽车结构轻量化显得日益重要。在国际钢铁协会制定的超轻钢车体计划（ULSAB）中，超轻汽车用钢材可以使汽车车身强度提高到现有强度的132%，车重减轻35%，而且不再需要增加补强部件，可以大幅减少制造成本，节能减排效果显著。而在超轻钢车体中，双相钢将占车体总质量的74.3%，其中高强度双相钢占绝大部分。

目前各钢厂和研究机构已开发出多个级别的热轧双相钢板，但其仍然存在一定缺陷，主要可分为两个方面：一是成分中含有较高的Si元素或贵重合金元素(如Mo)，使钢材分别出现表面质量较差、成本较高等问题，很难打入市场；另一大缺陷为终轧后冷却路径复杂，导致钢板的性能波动较大，且对于Si-Mn系热轧双相钢而言，还存在卷取温度较低，对卷取设备的要求较高等问题。这些都对热轧双相钢板的大规模生产应用产生较大影响。

公开号为CN101717886A的专利中提出了一种抗拉强度为650MPa级的热轧双相钢板及其制造方法，虽然其成本较低，轧后冷却工艺也相对简单，但其成分中Si含量较高，这将导致钢板出现表面质量问题，同时其卷取温度较低（低于300℃），这又要求卷取设备具有较强的卷取能力，而传统热连轧机组的卷取能力达不到要求。公开号为CN1807670A、CN1807669A和CN101880825A的专利中也出现类似问题。公开号为CN1793400A的专利中提到的热轧双相钢板虽然强度较高，但其在终轧后采用分段冷却工艺，这将导致冷却工艺的复杂难以控制，从而影响到钢板最终组织和性能的均匀性。而公开号为CN1970813A的专利中提到的热轧双相钢的生产方法除了在轧后采用分段冷却工艺外，其成分中的Si含量也较高。

鉴于上述问题，开发经济型、易生产、表面质量好的热轧双相钢板成为当前趋势。

发明内容

针对汽车用钢领域的发展需求以及现有热轧双相钢板生产所存在的问题，本发明提供一种经济型、易生产、综合性能良好的抗拉强度达到780MPa级的热轧双相钢板及其制造方法。

本发明以传统C-Si-Mn系热轧双相钢成分为基础，在降低Si含量的同时，添加一定量的Cr、Nb和少量Ti元素，通过两阶段控轧，并在轧后采用简单冷却路径和中温卷取，获得抗拉强度达到780MPa级以上，显微组织为铁素体与马氏体的双相钢板。本发明抗拉强度780MPa级热轧双相钢板的化学成分按质量百分数为：C 0.07%~0.12%、Si 0.2%~0.7%、Mn 1.0%~1.8%、Als  0.02%~0.08%、Cr 0.5%~1.2%、Nb 0.02%~0.05%、Ti 0.01%~0.03%，并限制P<0.02%、S<0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明钢板最终组织中铁素体体积分数为75%~85%，马氏体体积分数为15%~25%。钢板的抗拉强度大于780MPa，屈强比低于0.7，延伸率高于15%，n值大于等于0.16。

本发明钢板成分的主要作用为：

C:碳是钢中最主要的固溶强化元素，是钢材强度的保证，同时也是双相钢中马氏体形成的必要元素。考虑到焊接性、成形性等，碳含量不能过高，而碳含量太低则不易得到铁素体和马氏体双相组织，本发明中碳的范围为0.07%~0.12%。

Si：硅是铁素体形成元素，可以促进奥氏体向铁素体转变时碳向奥氏体的偏聚，对铁素体中的固溶碳有“清除”和“净化”作用，促进先共析铁素体的形成，提高残余奥氏体的稳定性。然而，钢中过高的硅会给热轧表面质量和涂镀带来麻烦。本发明中硅的含量为0.2%~0.7%。

Mn：锰是典型的奥氏体稳定化元素，显著提高钢的淬透性，并起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用，可显著推迟珠光体转变以及贝氏体转变。但锰含量过高，在推迟珠光体转变的同时，也推迟铁素体的析出，反之组织中易出现珠光体。因此，选定锰含量为1.0%~1.80%。

Al：铝对临界区加热时奥氏体形态的影响与Si相似，即铝也促使马氏体呈纤维状形态，铝还可以形成AlN析出，起到一定的细化晶粒作用。铝的范围为0.02%~0.08%。