CN108396225B

CN108396225B - 一种700MPa级含钛热轧双相钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN108396225B
Application number: CN201810340842.XA
Authority: CN
Inventors: 彭欢; 胡学文; 王海波; 杨永超; 吴志文; 闻成才; 何博; 王承剑; 饶添荣
Original assignee: Ma Gang (group) Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Ma Gang (group) Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2019-12-03
Anticipated expiration: 2038-04-17
Also published as: CN108396225A

Abstract

本发明提供了一种700MPa级含钛热轧双相钢板及其制造方法，其化学成分重量百分比含量为：C：0.10‑0.15％；Si：0.80‑1.20％；Mn：1.20‑1.80％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010‑0.040％；Als：≤0.060％；其余为Fe及不可避免的夹杂。与现有技术相比，采用本发明生产的厚度规格为3‑4mm的热轧钢板，显微组织为铁素体+马氏体，其中铁素体的体积分数为65‑75％，马氏体体积分数为25‑35％，产品的屈服强度为480‑550MPa，抗拉强度为720‑820MPa，屈强比≤0.68，延伸率A₅₀为20‑30％，180°纵向弯曲试验D＝4a合格。

Description

一种700MPa级含钛热轧双相钢板及其制造方法

技术领域

本发明属于热轧双相钢生产工艺技术领域，特别涉及到一种700MPa级含钛热轧双相钢板及其制造方法。

背景技术

汽车车轮作为汽车的关键部件之一，不仅要承受汽车的重力、制动力、驱动力、汽车转向时产生的侧向力，而且还要承受路面不平产生的冲击力。因此，汽车车轮应具有轻质、高强、高刚度、高耐疲劳性能等。

随着汽车工业的迅速发展，轻量化、节能环保、安全已经成为其发展的主要趋势，这也对车轮性能的要求越来越高。热轧双相钢由于良好强塑性、低屈强比、高初始加工硬化率、良好烘烤硬化性能及抗疲劳性能等，已经被通用、福特、北京吉普等汽车制造企业用于汽车车轮的制造。目前，国内外生产及应用的热轧双相钢主要以DP540-DP600为主，DP600特别是DP780以上级别的双相钢仍以冷轧为主。因此，开发700MPa级及以上级别的高强度热轧双相钢对于扩大热轧双相钢的应用范围，促进汽车用钢板“以热代冷”具有重要的意义。

关于700MPa级及以上级别热轧高强双相钢申报的专利已有多项。例如：公开号为CN102912244A的专利公开了一种抗拉强度780MPa级热轧双相钢板及其制造方法，其化学成分及重量百分比含量为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％，P<0.02％，S<0.005％，其余为Fe及不可避免杂质，轧后采用连续冷却工艺，终轧温度为840-920℃，卷取温度为500-600℃。虽然成分设计中降低了Si含量，能够有效的改善表面质量，但加入了Cr、Nb等贵重金属，生产成本较高，且卷取温度较高，不能完全避开贝氏体的相变区域，易产生贝氏体组织，产品的最终力学性能波动较大。

公开号为CN 104451402 A的专利公开的一种700MPa级热轧双相钢及其制备方法(添加0.60-1.00％Cr)、公开号为CN 101603150 A的专利公开的一种高强度热轧双相钢的柔性轧制生产方法(添加0.40-0.60％Cr、0.30-0.40％Mo)、公开号为CN 101279330 A的专利公开的一种抗拉强度700MPa级的热轧双相钢板制造方法(添加0-0.60％Cr、0-0.40％Mo)、公开号为CN 105779874 A的专利公开的Cr-Nb系780MPa级热轧双相钢及其生产方法(添加0.30-0.49％Cr)、公开号为CN 104357744 A的专利公开的一种抗拉强度≥780MPa级热轧双相钢及生产方法(添加0-0.60％Cr)等，以上700MPa级及以上的热轧双相钢的生产方法均不同程度地添加了Cr、Mo贵重金属，造成生产成本较高，难以实现工业化批量生产。

目前700MPa级及以上热轧双相钢，其生产方法按卷取温度的高低，可分为中温卷取法和低温卷取法。采取中温卷取方法生产双相钢时，钢中需要不同程度的添加Cr、Mo等合金元素，生产成本较高不能完全避开贝氏体相变区域；而采取低温卷取法时，由于卷取温度较低，对卷取机的功率要求较高且轧后冷却工艺的复杂性，难以得到均匀的组织和性能。这些方法或会增加生产成本，或不适合，目前仍未有专利涉及在不明显增加生产成本的前提下，通过合理的化学成分设计和轧后冷却卷取工艺的优化，能够生产出良好综合性能的700MPa级热轧双相钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种700MPa级含钛热轧双相钢板，不增加成本，产品性能好。

本发明的另一目的在于提供一种700MPa级含钛热轧双相钢板的制造方法，通过合理的成分设计、冶炼、连铸、加热、热轧、冷却及卷取工艺的设计，可以使含Ti量为0.010-0.040％wt％的热轧双相钢获得良好的力学性能。

本发明具体技术方案如下：

一种700MPa级含钛热轧双相钢板，其化学成分重量百分比含量为：C：0.10-0.15％；Si：0.80-1.20％；Mn：1.20-1.80％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010-0.040％；Als：≤0.060％；其余为Fe及不可避免的夹杂。

本发明提供的上述700MPa级含钛热轧双相钢板的制造方法，包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、加热、轧制、冷却和卷取工艺。

所述加热是指铸坯进入加热炉中进行加热，加热温度为1150-1200℃，保温时间为1.5-2h。

所述轧制采用两阶段控制轧制工艺，粗轧累积压下率为≥60％，精轧累积压下率为≥70％；粗轧开轧温度为1100-1150℃，精轧终轧温度为780-840℃。

所述冷却采用三段控制冷却工艺，第一段冷却速度控制在30-50℃/s，终冷温度控制至670-700℃，第二段空冷时间控制在6-10s，终冷温度控制至630-670℃；第三段冷却速度控制在50℃/s以上，冷却至300-350℃进行卷取。

进一步的，热轧双相钢卷取后空冷至室温。

进一步的，制造的热轧双相钢板厚度3-4mm。

进一步的，制造的热轧双相钢板其显微组织为铁素体+马氏体，其中铁素体的体积分数为65-75％，马氏体体积分数为25-35％。

进一步的，制造的热轧双相钢板的屈服强度为480-550MPa，抗拉强度为720-820MPa，屈强比≤0.68，延伸率A₅₀为20-30％，180°纵向弯曲试验D＝4a合格。具有较低的屈强比、较高的强度、较好的延伸性及冷弯性能。

本发明在成分设计上采用C-Si-Mn成分体系，并添加少量Ti元素，严格控制P、S等杂质元素的含量。C：0.10-0.15％，C作为钢中的基本元素，对提高钢的强度起着非常重要的作用，为了获得较高的强度，必须保证C的含量在0.10％以上，但C含量也不能高于0.15％，否则在热轧后冷却过程中难以获得所需要数量的铁素体，导致钢的塑形较差；Si：0.80-1.20％，添加适量的Si，不仅可以起到固溶强化的效果，增加钢的强度，而且可促进铁素体形成，扩大铁素体形成的工艺窗口，净化铁素体。Si的这种作用在其含量达到0.8％以上时才表现出来，但Si的含量也不能太高，Si含量过高容易在钢表面生成红色氧化铁皮，影响产品的表面质量；Mn：1.20-1.80％，Mn作为钢的强化元素，可以提高钢的强度并提高其淬透性，为了保证钢的强度，Mn含量应控制在1.20％以上，但Mn含量不能过高，Mn含量超过1.80％会增加铸坯偏析的可能性，而且轧后不易形成所需数量的铁素体，对钢的成形性能产生不利影响。P、S作为杂质元素，会对钢的成形性能产生不利影响，应该严格控制，其含量越低越好；Als：0.020-0.060％，Als主要作为脱氧剂使用，且可以起到固溶强化效果，若Al含量过高，会与钢中的N发生反应析出粗大的AlN颗粒，对钢材的韧性变差；Ti：0.010-0.040％，Ti在钢中的作用主要起两个作用，一是细化奥氏体晶粒，并对最终转变的铁素体和马氏体起到细化作用；二是与N元素结合形成TiN，起到固氮作用。

本发明在热轧工艺设计上，加热温度控制在1150-1200℃，其主要目的是兼顾表面氧化铁皮生成量和能耗，加热温度过高，由于钢中Si含量过高，在高温下与FeO发生反应，生成铁橄榄石(2FeO.SiO₂)，当温度低于1177℃时，熔铁橄榄石呈固态并将FeO牢牢钉轧在带钢基体，增加氧化铁皮的去除难度，导致带钢表面产生的红锈增多，不利于提高带钢的表面质量；终轧温度控制在780-840℃，较低的终轧温度有利于钢坯轧后迅速地进入铁素体相区以析出部分铁素体。轧后采用三段式控制冷却工艺：第一段冷却速度控制在30-50℃/s，终冷温度控制至670-700℃，其目的是使材料迅速进入铁素体相变区域，细化材料的原始奥氏体组织；第二段空冷时间控制在6-10s，终冷温度控制至630-670℃，其目的是为了获得一定比例的铁素体组织；第三段冷却速度控制在50℃/s以上，卷取温度控制在300-350℃，其目的是使未转变的奥氏体组织快速转变为马氏体组织，从而使钢材最终获得铁素体+马氏体的双相组织。

与现有技术相比，本发明通过合理的成分设计、冶炼、连铸、加热、热轧、冷却及卷取工艺的设计，采用本发明生产的厚度规格为3-4mm的热轧钢板，其显微组织为铁素体+马氏体，其中铁素体的体积分数为65-75％，马氏体体积分数为25-35％，产品的屈服强度为480-550MPa，抗拉强度为720-820MPa，屈强比≤0.68，延伸率A₅₀为20-30％，180°纵向弯曲试验D＝4a合格，具有较低的屈强比、较高的强度、较好的延伸性及冷弯性能。所生产的薄规格热轧双相钢主要用于汽车车轮等结构件的制造。

附图说明

图1为本发明典型金相组织。

具体实施方式

实施例1

一种700MPa级含钛热轧双相钢板，其化学成分重量百分比含量为：C：0.15％；Si：1.11％；Mn：1.74％；P：0.011％；S：0.008％；Ti：0.031％；Als：0.025％；其余为Fe及不可避免的夹杂。如表1所述。

上述700MPa级含钛热轧双相钢板的制造方法，包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、加热、轧制、冷却和卷取工艺。

加热是指铸坯进入加热炉中进行加热，加热温度为1200℃，保温时间为2h。

所属轧制采用两阶段控制轧制工艺，粗轧累积压下率为≥60％，精轧累积压下率为≥70％；粗轧开轧温度为1146℃，精轧终轧温度为823℃。

所述冷却采用三段控制冷却工艺，轧后钢板以45℃/s的水冷冷却速度冷却至692℃，然后进行空冷，空冷6.5s后，冷却至665℃后，再将钢板以54℃/s的水冷冷却速度冷却至347℃进行卷取。

卷取后空冷至室温，制造的热轧双相钢板厚度4.0mm。制造的热轧双相钢板的屈服强度为488MPa，抗拉强度为726MPa，屈强比0.67，延伸率A₅₀为26.70％，180°纵向弯曲试验D＝4a合格。具有较低的屈强比、较高的强度、较好的延伸性及冷弯性能。性能参数如下表3所示。

实施例2-3

一种700MPa级含钛热轧双相钢板，其化学成分重量百分比含量如下表1所述。

上述700MPa级含钛热轧双相钢板的制造方法，包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、加热、轧制、冷却和卷取工艺，具体工艺参数如下表2所示。

制造的含钛热轧双相钢板力学参数如下表3所示。

表1实施例的实测化学成分(质量百分数，wt％)

表2实施例的主要轧制工艺参数

表3实施例的力学性能

本发明制造的含钛热轧双相钢板具有较低的屈强比、较高的强度、较好的延伸性及冷弯性能。所生产的薄规格热轧双相钢主要用于汽车车轮等结构件的制造。

Claims

1.一种700MPa级含钛热轧双相钢板，其特征在于，所述700MPa级含钛热轧双相钢板其化学成分重量百分比含量为：C：0.10-0.15％；Si：0.80-1.20％；Mn：1.20-1.80％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010-0.040％；Als：≤0.060％；其余为Fe及不可避免的夹杂；

所述的700MPa级含钛热轧双相钢板的制造方法，包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、加热、轧制、冷却和卷取工艺，所述加热是指铸坯进入加热炉中进行加热，加热温度为1150-1200℃，保温时间为1.5-2h；

所述冷却采用三段控制冷却工艺，第一段冷却速度控制在30-50℃/s，终冷温度控制至670-700℃，第二段空冷时间控制在6-10s，终冷温度控制至630-670℃；第三段冷却速度控制在50℃/s以上，冷却至300-350℃进行卷取；

所述轧制采用两阶段控制轧制工艺，粗轧累积压下率为≥60％，精轧累积压下率为≥70％；粗轧开轧温度为1100-1150℃，精轧终轧温度为780-840℃；

制造的热轧双相钢板其显微组织为铁素体+马氏体，其中铁素体的体积分数为65-75％，马氏体体积分数为25-35％。

2.根据权利要求1所述的700MPa级含钛热轧双相钢板，其特征在于，热轧双相钢卷取后空冷至室温。

3.根据权利要求1所述的700MPa级含钛热轧双相钢板，其特征在于，制造的热轧双相钢板厚度3-4mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的700MPa级含钛热轧双相钢板，其特征在于，制造的热轧双相钢板的屈服强度为480-550MPa，抗拉强度为720-820MPa，屈强比≤0.68，延伸率A₅₀为20-30％，180°纵向弯曲试验D＝4a合格。