專利名稱：：抗拉強(qiáng)度500MPa級(jí)汽車用冷軋雙相鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及汽車用鋼，具體屬于抗拉強(qiáng)度為500MPa級(jí)的汽車用鐵素體及馬氏體冷軋雙相鋼。
背景技術(shù)：
：隨著車身輕量化的不斷發(fā)展與乘客安全性要求的不斷提高，轎車生產(chǎn)企業(yè)越來(lái)越多的采用強(qiáng)度級(jí)別500MPa級(jí)以上的先進(jìn)高強(qiáng)鋼，目前國(guó)外高檔轎車高強(qiáng)鋼的用量已經(jīng)達(dá)到了70%以上。雙相鋼鑒于其具有良好的強(qiáng)度和良好的成形性，成為鋼鐵企業(yè)高強(qiáng)鋼開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。目前國(guó)外鋼鐵企業(yè)以及國(guó)內(nèi)的一些鋼鐵企業(yè)均已開(kāi)展了不同級(jí)別的雙相鋼的開(kāi)發(fā)。雙相鋼的專利查詢結(jié)果表明，目前國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)在雙相鋼的成分設(shè)計(jì)方面，主要采用Si、Mn系，同時(shí)添加適量的Cr、V、Nb、Mo、Ti、B等合金元素來(lái)滿足不同強(qiáng)度的要求。并且這些雙相鋼的成分設(shè)計(jì)中Si含量一般要求在0.4X1.0%，甚至更高。譬如美國(guó)某汽車公司試用的Si-Mn-Cr-Mo系500MPa級(jí)雙相鋼的成分為C=0.06%，Si=1.35%，Mn=0.09%，Cr=0.50%，Mo=0.35，Cr、Mo等合金元素含量高，合金成本大大增加；美國(guó)某鋼鐵公司申請(qǐng)的雙相鋼專利主要成分為C=0.02%0.2%，Al=0.01%0.15%，Si《0.5%，Mn=0.8%2.4%，Cr=0.03%1.5%，Mo=0.03%1.5%，Cr、Mo等合金元素含量高，合金成本大大增加；歐洲某鋼鐵公司開(kāi)發(fā)的Si-Mn-V系500MPa級(jí)雙相鋼的成分為C=0.12%，Si=0.50%，Mn=1.25%，V=0.1%;國(guó)內(nèi)某大學(xué)的"一種抗拉強(qiáng)度540MPa級(jí)雙相鋼板及其制造方法"專利設(shè)計(jì)成分為C=0.05%0.08%，Si=0.20%0.4%，Mn=1.00%1.30%;國(guó)內(nèi)某鋼鐵公司開(kāi)發(fā)的雙相鋼成分設(shè)計(jì)為C=0.05%0.13%，Si=0.80%1.2%，Mn=1.9%2.3%。對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外目前冷軋雙相鋼的成分設(shè)計(jì)多采用高硅成分設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)外實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)表明，過(guò)高的Si含量將會(huì)導(dǎo)致鋼板在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生諸如熱軋板表面紅磷現(xiàn)象、鍍鋅板表面漏鍍等表面質(zhì)量問(wèn)題，從而導(dǎo)致生產(chǎn)難度加大及產(chǎn)品質(zhì)量降低；同時(shí)鋼板的表面質(zhì)量缺陷會(huì)對(duì)用戶成品的表面質(zhì)量造成不良影響。同時(shí)，由于部分鋼板中添加了Mo、V等高價(jià)合金，造成鋼板的生產(chǎn)成本大大增加，降低了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種在C-Mn鋼的基礎(chǔ)上通過(guò)降低鋼中Si含量，適量添加Cr合金的500MPa級(jí)汽車用冷軋雙相鋼，其抗拉強(qiáng)度高，屈強(qiáng)比低，強(qiáng)韌性匹配好，沖壓性能好，初始加工硬化率高，能避免實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中因硅含量過(guò)高而造成的汽車用鋼的表面質(zhì)量問(wèn)題的。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)措施抗拉強(qiáng)度500MPa級(jí)汽車用冷軋雙相鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C:0.05%0.2%，Si:0.02%0.049%，Mn:0.5%2.0%，Cr:0.1%0.5%，Als:0.01%0.1%，3P:0.003%0.01%，S:0.003%0.01%，N:0.003%0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其優(yōu)化的C的重量百分比為0.05%0.15%。其優(yōu)化的Cr的重量百分比為0.15%0.3%。其優(yōu)化的Mn的重量百分比為1.0%1.8%。本發(fā)明中各合金成份的作用機(jī)理如下C:是最有效的強(qiáng)化元素，是形成馬氏體的主要元素，鋼中碳含量決定了雙相鋼的硬度和馬氏體的形貌；但是，保證鋼具有高的延伸率和良好的焊接性，要求較低的碳含量，所以本發(fā)明中C的重量百分比控制在0.05%0.20%較低范圍。Mn:屬于典型奧氏體穩(wěn)定化元素，顯著提高鋼的淬透性，并起到固溶強(qiáng)化和細(xì)化鐵素體晶粒的作用，可顯著推遲珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變。但Mn作為擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素，當(dāng)高的錳含量在推遲珠光體轉(zhuǎn)變的同時(shí)，也會(huì)推遲鐵素體的析出；而錳含量太低又容易引起珠光體轉(zhuǎn)變，故本發(fā)明Mn重量百分含量控制在0.5%2.0%。Si:鐵素體的固溶強(qiáng)化元素，加速碳向奧氏體的偏聚，對(duì)鐵素體中的固溶碳有清除和凈化作用，有助于提高雙相鋼的延性。但是為了避免因Si含量過(guò)高在鋼板表面形成的高熔點(diǎn)氧化物而影響鋼板表面質(zhì)量，盡量降低鋼中的硅含量，故本發(fā)明Si重量百分含量控制在0.02%0.049%。Cr:中強(qiáng)碳化物形成元素，顯著提高鋼的淬透性，能強(qiáng)烈推遲珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變，而且擴(kuò)大了巻取窗口。Cr雖為弱固溶強(qiáng)化元素，但能增大奧氏體的過(guò)冷能力，從而細(xì)化組織，起到強(qiáng)化效果。故本發(fā)明Cr重量百分比含量控制在0.1%0.5%。Als:A1在雙相鋼中所起的作用與Si相似，同時(shí)Al還可形成A1N析出，起到一定的細(xì)化晶粒作用。由于本發(fā)明雙相鋼中硅含量低，因此少量鋁的存在，在保證強(qiáng)度性能的前提下，可使雙相鋼的延性得到提高。本發(fā)明中Al重量百分比含量控制在0.01%0.1%。P、S:為減少鋼中有害雜質(zhì)對(duì)鋼的沖壓性能的不良影響，嚴(yán)格控制鋼中的P、S含本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其特點(diǎn)由于成分設(shè)計(jì)上Si合金含量少，改善了高硅系雙相鋼生產(chǎn)過(guò)程中因硅氧化造成的一系列表面質(zhì)量問(wèn)題。力學(xué)性能上具有抗拉強(qiáng)度高，屈強(qiáng)比低，強(qiáng)度韌性匹配好，沖壓成型性能好，初始加工硬化率高，并且具有良好碰撞吸能性，適用于制造車身的碰撞安全件和高強(qiáng)結(jié)構(gòu)安全件。同時(shí)，本發(fā)明合金成本低，制備方法簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。具體實(shí)施例方式下面進(jìn)行詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)條件采用50Kg真空爐進(jìn)行試驗(yàn)鋼的冶煉；采用常規(guī)的冷軋雙相鋼熱軋軋機(jī)及冷軋軋機(jī)進(jìn)行鋼板的軋制，獲得1.5mm厚的冷硬態(tài)冷軋板。本發(fā)明具體實(shí)施例鋼的化學(xué)成分見(jiàn)下述表1。表1:本發(fā)明具體實(shí)施例鋼的化學(xué)成分(Wt%)4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>即本發(fā)明試制雙相鋼退火試樣的力學(xué)性能RP。.2=300350MPa，Rm=5205600MPa，A8(tam=27%32%，n=0.180.19，BH2=4055MPa。本發(fā)明雙相鋼與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及歐洲標(biāo)準(zhǔn)中500MPa級(jí)雙相鋼的性能對(duì)比，如表3所不。表3:本發(fā)明與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及歐洲標(biāo)準(zhǔn)中500MPa級(jí)雙相鋼的性能對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>對(duì)比發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明雙相鋼的力學(xué)性能的各個(gè)指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其性能的要求。采用光學(xué)顯微鏡對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例雙相鋼的顯微組織進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，其組織為典型的鐵素體+島狀馬氏體的雙相組織，組織晶粒度為1011級(jí)。采用圖像儀對(duì)組織中的馬氏體百分比含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的500MPa級(jí)雙相鋼中的馬氏體百分比含量約為10%16%。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的500MPa級(jí)雙相鋼，合金成本低，工藝穩(wěn)定性好，產(chǎn)品強(qiáng)度高，成形性好，鋼板表面質(zhì)量?jī)?yōu)良，完全滿足了汽車生產(chǎn)廠家的要求，可廣泛用于車身碰撞安全件和內(nèi)部結(jié)構(gòu)件，具有良好的市場(chǎng)前景。權(quán)利要求抗拉強(qiáng)度500MPa級(jí)汽車用冷軋雙相鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C0.05％～0.2％，Si0.02％～0.049％，Mn0.5％～2.0％，Cr0.1％～0.5％，Als0.01％～0.1％，P0.003％～0.01％，S0.003％～0.01％，N0.003％～0.01％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度500MPa級(jí)汽車用冷軋雙相鋼，其特征在于C的重量百分比為0.05%0.15%。3.如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度500MPa級(jí)汽車用冷軋雙相鋼，其特征在于Cr的重量百分比為0.15%0.3%。4.如權(quán)利要求1所述的抗拉強(qiáng)度500MPa級(jí)汽車用冷軋雙相鋼，其特征在于Mn的重量百分比為1.0%1.8%。全文摘要本發(fā)明涉及抗拉強(qiáng)度為500MPa級(jí)的汽車用鐵素體及馬氏體冷軋雙相鋼。其鋼種成分及重量百分比為抗拉強(qiáng)度500MPa級(jí)汽車用冷軋雙相鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C0.05％～0.2％，Si0.02％～0.049％，Mn0.5％～2.0％，Cr0.1％～0.5％，Als0.01％～0.1％，P0.003％～0.01％，S0.003％～0.01％，N0.003％～0.01％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。采用常規(guī)的冷軋雙相鋼熱軋軋機(jī)及冷軋軋機(jī)進(jìn)行鋼板的軋制后，力學(xué)性能Rp0.2＝300～350MPa，Rm＝520～5600MPa，A80mm＝27％～32％，n＝0.18～0.19，BH2＝40～55MPa。其成本低，工藝穩(wěn)定，成形性好，鋼板表面質(zhì)量?jī)?yōu)良，完全滿足了汽車生產(chǎn)廠家的要求。文檔編號(hào)C22C38/38GK101781739SQ201010128668公開(kāi)日2010年7月21日申請(qǐng)日期2010年3月18日優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日發(fā)明者劉文艷,葉仲超,吳青松,李平和,林承江,段小平,王輝,趙江濤,鐘定忠申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司