[发明专利]一种980MPa级以上高扩孔钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种980MPa级以上高扩孔钢及其生产方法，化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.08～0.16%，Si：0.4～1.0%，Mn：1.5～2.5%，S≤0.0035%，P≤0.0080%，Al：0.1～0.5%，Cr：0.2～0.5%，Mo：0.1～0.3%，O≤0.0010%，N≤0.0030%，V：0.02～0.08%，Nb：0.02～0.06%，Ti：0.02～0.06%，B≤0.0010%，Cu≤0.01%，Sn≤0.05%，H≤0.0004%，余量为Fe和不可避免杂质；生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、缓冷工序。本发明使980MPa级以上高扩孔钢扩孔率达到60%以上。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种980MPa级以上高扩孔钢及其生产方法。

背景技术

高扩孔钢是热轧高强钢的一个重要钢种，属于汽车结构用钢领域的顶级产品。高扩孔钢具有较高的抗拉和屈服强度、较高的断后伸长率、较高的扩孔率。扩孔率作为钢材的一项成形性能和翻边性能指标，反映的是在扩孔过程中材料抵抗因孔缘局部伸长变形过大而在垂直于孔缘方向上抵抗局部开裂的能力。能满足成形性能要求很高的复杂形状的汽车零部件的要求，如汽车底盘后桥悬架摆臂等，也可用于其它需要凸缘翻边的零部件上。

随着汽车轻量化和高强化的发展，对钢板的强度要求越来越高。高扩孔钢显微组织主要为铁素体，强化方式综合利用细晶强化、析出强化和固溶强化。通过Nb-Ti微合金化，产生第二相粒子析出强化，利用Cr-Mo系合金来提高钢板淬透性，适量引入马奥岛提高强度都是其主要的强化方式。但是，随着强度的提高，钢板的扩孔率明显下降，无法满足客户需求。

目前，国内钢铁行业能够生产高扩孔钢的企业相对较少，产品强度级别集中在780MPa以下。国外，浦项、新日铁能够小批量生产980MPa级高扩孔钢。

国外980MPa以上级别高强钢的成分设计主要采用低碳加微合金元素，在工艺上采用在线或离线淬火加低温回火处理的方法。通常情况下，淬火+低温回火之后钢板的性能表现为屈服强度与抗拉强度比值较高，通常在0.90以上甚至接近1.0，但扩孔率根据大生产的实际数据统计通常在40％以上，国外980MPa级高扩孔钢延伸率通常在9%以上。若将这类热轧超高强钢应用在汽车底盘后桥悬架摆臂等相对复杂的汽车结构件上，还需要钢板在保持抗拉980MPa以上的基础上具有更加优良的扩孔性能及延伸率，这对传统的淬火加低温回火马氏体组织来说很难实现。如何在保证钢板强度的前提下，有效提高钢板扩孔率，是产品设计与研发的关键点，也是提高产品使用稳定性的前提条件。

本发明综合利用固溶强化与细晶强化，通过降低铁素体和马氏体两相硬度差，避免裂纹在两相界面的萌生，在保证常规力学性能的前提下，通过提高铁素体含量，降低两相硬度差来提高扩孔率。通过合金成分的优化、有害元素的控制及控轧控冷工艺和轧后缓冷工艺研究，在保证延伸率10%以上、抗拉强度980MPa级以上的基础上开发了一种扩孔率在60%以上的高强度高扩孔钢，产品主要用于对扩孔性能要求较高的汽车底盘结构件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种980MPa级以上高扩孔钢及其生产方法。该发明通过对炼钢成分的优化和精准控制，对连铸、热轧控轧控冷、轧后驰豫相变以及钢卷轧后缓冷控制，有效地降低了铁素体、马氏体两相硬度差，从而提高了980MPa级以上高扩孔钢的扩孔率，使产品扩孔率达到60%以上，主要用于对扩孔性能要求较高的汽车底盘结构件。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种980MPa级以上高扩孔钢，所述高扩孔钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.08～0.16%，Si：0.4～1.0%，Mn：1.5～2.5%，S≤0.0035%，P≤0.0080%，Al：0.1～0.5%，Cr：0.2～0.5%，Mo：0.1～0.3%，O≤0.0010%，N≤0.0030%，V：0.02～0.08%，Nb：0.02～0.06%，Ti：0.02～0.06%，B≤0.0010%，Cu≤0.01%，Sn≤0.05%，H≤0.0004%，余量为Fe和不可避免杂质。