[发明专利]一种780MPa级高疲劳高强钢及其制造方法

说明书

一种780MPa级高疲劳高强钢及其制造方法，其成分重量百分比为：C 0.03～0.07％，Si≤0.1％，Mn 1.0～1.8％，P≤0.01％，S≤0.002％，Al 0.02～0.08％，N≤0.004％，Ti 0.07～0.13％，Mo 0.15～0.50％，O≤30ppm；其余Fe及不可避免的杂质；所述钢的组织为全铁素体，晶粒呈近等轴形，平均晶粒尺寸为5‑10μm；析出相的体积分数为0.146‑0.271％，平均析出相尺寸为5‑10nm。本发明高强钢的屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥780MPa，且厚度在3‑6mm的热轧超高强钢，具有良好的延伸率(≥22％)和低温冲击韧性(‑40℃冲击功≥100J)，表现出优异的强度、塑性和韧性匹配，可用于汽车底盘、大梁、车轮、桥壳等需要高强减薄和耐疲劳的地方。

技术领域

本发明属于热轧或酸洗高强钢领域，特别涉及一种780MPa级高疲劳高强钢及其制造方法。

背景技术

在乘用车或轻卡商用车领域，采用高强钢进行高强减薄设计已经成为一种不可避免的趋势。尤其是在乘用车领域，无论国际还是国内，各种相关的法律法规都在更加严格，如燃油排放的标准愈发严格，乘用车的轻量化不仅是汽车行业的发展趋势，而且还是法律法规的要求。法律法规中规定了油耗，实际上是变相地要求降低车身重量，反映到材料上的要求是高强减薄轻量化。高强减重是后续新车型的必然要求，这势必造成用钢级别更高，从而使得底盘结构上也必然带来变化：如零件更复杂，造成在材料性能、表面等要求上以及成型技术上进步，如液压成形、热冲压、激光焊接等，进而转化材料的高强、冲压、翻边、回弹以及疲劳等各种特殊性能上。

乘用车的一部分底盘结构件如扭力梁、摆臂、中型或轻型商用车桥壳等都是承受各种交变载荷的重要安全件，对疲劳性能要求很高。如有的用户要求桥壳在三倍载荷条件下的台架疲劳次数≥30万次，2.5倍载荷条件下的台架疲劳次数≥80万次。在目前的实际生产工艺条件下，为了满足这种疲劳性能的要求，扭力梁或桥壳的设计人员只能采用更厚和较低强度的钢板来满足这种台架疲劳性能的要求，但是这种设计不符合乘用车或轻型卡车轻量化的要求，采用这种落后的设计工艺制造出来的乘用车或轻型商用车甚至都不能对外销售。因此，如何在采用高强钢高强减薄之后仍具有优异的台架疲劳性能就显得尤为重要。

扭力梁或桥壳的台架疲劳性能主要取决于以下几个方面：一是结构设计。合理的结构设计是保证台架疲劳性能的基础和关键因素，结构设计不合理很容易造成台架疲劳试验不合格；二是焊接质量的影响。如果该结构件包含焊接，则焊接接头的质量也会对台架疲劳性能造成很大影响，疲劳裂纹容易发生在焊接的薄弱环节；三是材料本身的疲劳性能。在前面两个因素确保良好的条件下，材料本身的疲劳性能就显得非常重要。不同材料的疲劳性能的影响因素众多，如温度、载荷条件、表面、内质、组织类型等。但是，材料本身具有优异的疲劳性能是获得良好的台架疲劳性能的基础。以上三个方面是相互影响相互依存的关系，本发明正是在这种行业背景下形成的。

具体到轻卡桥壳，目前采用的多是屈服强度345MPa的低强度钢，厚度主要是6-7mm，而用户希望能够采用5mm的屈服强度550-650MPa的高强钢板进行高强减薄，但对台架疲劳试验要求则没有任何降低，仍然要求台架疲劳次数与6-7mm的低强度钢的台架疲劳具有同样的标准。因此，本发明正是从材料设计的角度来获得具有更加优异的疲劳性能的高强钢来满足这种要求。

发明内容

本发明的目的在于设计一种780MPa级高疲劳高强钢及其制造方法，所述高强钢的屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥780MPa，且厚度在3-6mm的热轧超高强钢，同时且具有良好的延伸率(≥22％)和低温冲击韧性(-40℃冲击功≥100J)，表现出优异的强度、塑性和韧性匹配，可应用于汽车底盘、大梁、车轮、桥壳等需要高强减薄的地方，具有广阔的应用前景。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：