CN112981252A

CN112981252A - 一种1500MPa级汽车用钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN112981252A
Application number: CN202110173933.0A
Authority: CN
Inventors: 刘鹏; 李耀强; 刘自权; 李俊生; 于晓飞; 贾亚飞; 马子洋; 杜艳玲
Original assignee: Handan Iron and Steel Group Co Ltd; HBIS Co Ltd Handan Branch
Current assignee: Handan Iron and Steel Group Co Ltd; HBIS Co Ltd Handan Branch
Priority date: 2021-02-06
Filing date: 2021-02-06
Publication date: 2021-06-18

Abstract

本发明一种1500MPa级汽车用钢板及其生产方法，钢板化学成分及其重量百分含量为：C:0.17～0.21％；Si：0.15～0.2％；Mn：1.3～1.7％；Als：0.03～0.05％；P≤0.03％；S≤0.01％；N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。生产方法包括热轧、冷轧、退火、平整、热成型工序。本发明获得的汽车用钢板抗拉强度1500－1600MPa，屈服强度1000－1200Mpa，延伸率≥5％。

Description

一种1500MPa级汽车用钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于钢板生产技术领域，具体涉及一种1500MPa级汽车用钢板及其生产方法。

背景技术

我国汽车工业飞速发展，汽车轻量化成为新的风向标，采用超高强度钢板可有效减轻汽车自重，降低油耗、减少废气排放、提高安全性，降低环境污染，因此超高强度钢的开发和应用备受关注。

目前车身重要的安全件，如A柱、B柱等，部分汽车采用了抗拉强度大于1500MPa的超高强度钢。由于强度较高，采用冷成型易产生开裂、精度差等问题，且易减小模具的使用寿命。为满足汽车工业发展的需要，开发出通过特殊热处理成型工艺后可得到1500MPa 级的热成型钢。热成型高强钢在使汽车减重效果和安全性都大大提高的同时，还具有强度高、成型精度高、回弹小的优点，因此得到汽车领域广泛使用。

现有的1500MPa级超高强钢主要通过增加C、Mn、Cr元素含量或者添加一定量的合金元素达到高性能的要求，C、Mn元素含量过高会产生焊接性能差的问题，合金元素的加入会提高生产成本。

公告号CN104561790B的中国专利公开了“一种1500MPa级高强度钢及其生产方法”，其钢的化学成分重量百分比分别为：C：0.20～0.30％；Si：1.50～1.80％；Mn：2.00～2.50％；Ti：0.02～0.06％；B：0.002～0.005％；Al：0 .015～0 .06％，通过炼钢、轧制、回火热处理后获得了抗拉强度在1500MPa级、冲击韧性≥50J的高强度钢。但该成分设计中碳当量较高，产品焊接性能较差。

专利号CN103320700B公开了一种“1500MPa 级汽车安全件用钢及其生产法”，其钢的化学成分重量百分比分别为：C: 0.23～0.26 ％，Si：0.20～0.35 ％，Mn: 1.0～1.6％，P≤ 0.015％，S ≤ 0.008％，ALs: 0.015～0.060％，Cr : 0.20～0.50％，B: 0.0005～0.002％, Nb: 0.010～0.025％或Ti ：0.010～0.030％或Nb与Ti 以任意比例混合不超过0.050%，N ≤ 0.005％，O ≤ 0.005％；经冶炼、热轧、酸洗、冷轧、退火、保护气氛下加热；成型；淬火；低温回火；获得了抗拉强度≥1500MPa的产品。但该成分设计中C当量较高，影响材料焊接性能；此外该成分加入一定量的Nb、Ti合金元素，且淬火后进行低温回火，生产成本显著增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种1500MPa级汽车用钢板及其制备方法，采用低合金成分体系，通过工艺控制，获得低成本1500MPa级汽车用钢板。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种1500MPa级汽车用钢板，其特征在于，所述钢板化学成分及其重量百分含量为：C: 0.17～0.21％；Si：0.15～0.2％；Mn：1.3～1.7％；Als：0.03～0.05％；P ≤0.03％；S ≤0.01％；N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

钢中各元素配比及作用如下：

本发明所公开的各元素的作用如下：

C：碳是一种有效的强化元素，能大幅度提高钢的强度，但碳含量过高会影响焊接性能，所以本发明C含量设计为0.17～0.21wt%。

Si：硅可以促进铁素体析出，但含量过高会导致表面质量下降，同时影响塑性和焊接性能，所以本发明Si含量设计为0.15～0.2wt%。

Mn：锰是奥氏体稳定化元素，对奥氏体再结晶过程有明显的抑制作用，可以起到固溶强化和细化晶粒的作用，所以本发明Mn含量设计为1.3～1.7wt%。

Als：在钢中起到脱氧和细化晶粒作用，所以本发明Als含量设计为0.03～0.05wt%。

P、S、N元素在钢中为杂质元素，含量越低越好，考虑到生产成本，将P含量设计为P≤0.03wt%，S含量设计为S≤0.01wt%，N含量设计为N≤0.005wt%。

本发明一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，包括热轧、冷轧、退火、平整、热成型工序，其特征在于，所述热成型工序，钢板加热保温后进行加工成型，加热保温过程在保护气氛下进行，保护气氛为氮气，加热温度为900～960℃，保温时间为3～6分钟，成型温度850～880℃，成型后进行快速冷却，临界冷却速度≥80℃/s。

进一步的，所述成型后进行快速冷却，冷却介质为水。

经冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整后的钢板进行热成型。热成型工序，钢板在保护气氛下加温至900～960℃，保温3～6分钟，保温使得板料内部组织完全奥氏体化；加热保温后的板料进行加工成型，由于奥氏体组织的塑性非常好，强度低，非常适合加工。热成型温度保证在850～880℃；冷却速率会影响到板料最终的组织结构，较高的冷却速率能够保证板料的淬透性。零件成型后利用水冷系统进行快速冷却，使板料的金相组织完全变为马氏体组织，临界冷却速率≥80℃/s，最终得到抗拉强度达到1500MPa级超高强钢产品。

进一步的，所述退火工序为连续退火，以1～3℃/s的加热速率将钢板加热至750～800℃，保温120～150s后缓冷至650～700℃，随后以10～20℃/s的冷速快冷至350～400℃。

进一步的，所述缓冷，采用氢气进行气冷。

进一步的，钢板冷却至350～400℃后，过时效处理250～400s。

进一步的，所述平整工序，平整延伸率为0.4～0.7%。

进一步的，所述热轧工序，将板坯加热至1230～1270℃，终轧温度控制在880～920℃，轧后通过层流冷却系统冷却至630～670℃，然后进行卷取，即卷曲温度为630～670℃。

进一步的，所述冷轧工序，冷轧压下率控制在50～60%。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明获得的汽车用钢板抗拉强度1500－1600MPa，屈服强度1000－1200Mpa，延伸率≥5％。

具体实施方式

本发明一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，包括热轧、冷轧、退火、平整、热成型工序，

热轧工序，将板坯加热至1230～1270℃，终轧温度控制在880～920℃，轧后通过层流冷却系统冷却至630～670℃，然后进行卷取；

冷轧工序，冷轧压下率控制在50～60%；

退火工序为连续退火，以1～3℃/s的加热速率HR1将钢板加热至T1温度750～800℃，保温120～150s后缓冷至T2温度650～700℃，缓冷过程采用氢气进行气冷，随后以10～20℃/s的冷速CR1快冷至T3温度350～400℃，过时效处理250～400s；

平整工序，平整延伸率为0.4～0.7%。

热成型工序，钢板在保护气氛下加热保温后进行加工成型，保护气氛为氮气，加热温度为900～960℃，保温时间为3～6分钟，成型温度850～880℃，成型后进行快速冷却，冷却介质为水，临界冷却速度≥80℃/s。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1－10

实施例1－10钢板化学成分及其重量百分含量见表1，热轧工序和冷轧工序工艺参数见表2，退火工序工艺参数见表3，平整工序和热成型工序工艺参数见表4。

表1

表2

表3

表4

对实施例1－10成品钢板力学性能进行检测，检测结果见表5。

表5

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种1500MPa级汽车用钢板，其特征在于，所述钢板化学成分及其重量百分含量为：C: 0.17～0.21％；Si：0.15～0.2％；Mn：1.3～1.7％；Als：0.03～0.05％；P ≤0.03％；S ≤0.01％；N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，包括热轧、冷轧、退火、平整、热成型工序，其特征在于，所述热成型工序，钢板加热保温后进行加工成型，加热保温过程在保护气氛下进行，保护气氛为氮气，加热温度为900～960℃，保温时间为3～6分钟，成型温度850～880℃，成型后进行快速冷却，临界冷却速度≥80℃/s。

3.根据权利要求2所述的一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，其特征在于，所述成型后进行快速冷却，冷却介质为水。

4.根据权利要求2所述的一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，其特征在于，所述退火工序为连续退火，以1～3℃/s的加热速率将钢板加热至750～800℃，保温120～150s后缓冷至650～700℃，随后以10～20℃/s的冷速快冷至350～400℃。

5.根据权利要求4所述的一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，其特征在于，所述缓冷，采用氢气进行气冷。

6.根据权利要求4所述的一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，其特征在于，钢板冷却至350～400℃后，过时效处理250～400s。

7.根据权利要求2所述的一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，其特征在于，所述平整工序，平整延伸率为0.4～0.7%。

8.根据权利要求2所述的一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，将板坯加热至1230～1270℃，终轧温度控制在880～920℃，轧后通过层流冷却系统冷却至630～670℃，然后进行卷取。

9.根据权利要求2所述的一种1500MPa级汽车用钢板的生产方法，其特征在于，所述冷轧工序，冷轧压下率控制在50～60%。