一種具有耐腐蝕性能的汽車用冷軋超高強(qiáng)雙相鋼板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)良耐腐蝕性能的汽車用冷乳超高強(qiáng)雙相鋼板的成分及制 備方法，屬于金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及汽車用鋼生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著中國經(jīng)濟(jì)形勢下行壓力的增加，作為中國制造業(yè)基礎(chǔ)的鋼鐵行業(yè)寒意漸濃， 普通鋼材產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，價格持續(xù)走低，然而高品質(zhì)鋼材卻仍然需要進(jìn)口，這種"大而不強(qiáng)" 已經(jīng)成為我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的明顯特征，很多高端鋼種生產(chǎn)技術(shù)問題亟需解決。
[0003] 雙相鋼作為汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼的一種，因其具有優(yōu)良的強(qiáng)塑性、低的屈強(qiáng)比、高的 硬化指數(shù)和良好的成形性能而備受關(guān)注，也因為其合金含量相對較少，具有優(yōu)良的焊接性 能和低的成本。一段時間以來，人們對雙相鋼進(jìn)行了大量的新品種開發(fā)和研究工作，目前商 業(yè)化生產(chǎn)的雙相鋼最高強(qiáng)度達(dá)到了 1200MPa級，而且應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。在常用到的合金元 素中，A1對提高奧氏體穩(wěn)定性有顯著作用，但目前現(xiàn)有技術(shù)中A1含量偏高(約1.0至2.0%)， 致使冶煉可澆性顯著降低，不利于連續(xù)生產(chǎn)，本文將A1含量控制在0.025%以下。本發(fā)明通 過添加一定量的Cr元素來提高雙相鋼的綜合力學(xué)性能，并且使其具有較好耐蝕性能，從而 代替部分鍍鋅板，從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，該種嘗試尚屬首次。
[0004] CN104419878 A公開了"具有耐候性的超高強(qiáng)度冷乳雙相鋼及其制造方法"。其化 學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為:c:0.10%~0.16%，Si :0.10%~0.50%，Mn: 1.4%~2.2%，Cr: 0.30%~0.79%，Ni:0.08%~0.20%，Cu:0.20%~0.50%，Nb :0.01%~0.05%，Ti: 0.02%~0.05%，A1:0.015%~0.045%，P< 0.020%，S< 0.007%，N< 0.008%，余量為Fe 以及不可避免的雜質(zhì)?？傻玫角?qiáng)度達(dá)到700MPa以上，抗拉強(qiáng)度SOOMPa以上，延伸率在 5%以上的具有耐候性的超高強(qiáng)度冷乳雙相鋼。但是該鋼種合金元素較多，生產(chǎn)成本較高， 強(qiáng)度較低，另外，屈強(qiáng)比較高，不利于制造汽車零部件過程中的沖壓成形。與其相比，本發(fā)明 鋼合金元素含量少，合金成本低，工藝簡單，最主要是其抗拉強(qiáng)度要高出其將近lOOOMPa，耐 腐蝕性能優(yōu)異。
[0005] CN 104328348 A公開了 "800MPa級冷乳雙相鋼及其生產(chǎn)方法"。其化學(xué)成分的質(zhì)量 百分含量為：C:0.14~0.17%，Si:0.45~0.55%，Μη:1·6~1.8%，Cr:0.55~0.65%，P: < 0.016%，S: <0.008%，Als:0.02~0.05%，N: <0.004%，余量為Fe。生產(chǎn)出了抗拉強(qiáng)度為 800~850MPa，屈服強(qiáng)度為450~550MPa，延伸率為15~17 %的冷乳雙相鋼，強(qiáng)度水平降低， 而且不具有耐腐蝕性能。
[0006] CN 103469097 A公開了"高強(qiáng)度馬氏體鐵素體雙相不銹鋼耐腐蝕油套管及其制造 方法"。其化學(xué)成分重量百分比為：C: 0 · 05~0 · 10 %，Si : 0 · 1~0 · 4%，Mn: 0 · 20~1 · 0 %，P: 0.03% 以下，S:0.01 % 以下，Cr :13.5~15.0%，Ni :0.5~1.5%，Mo :0.2~1.0%，Nb:0.005 ~0.02%^:0.01~0.10%，0:0.004%以下，并且滿足0+1.51〇+2附+161^17和附+30(〇+ N)+8Nb2 3.5,其中0、附、]?〇、3丨、恥、]\111、(：川為元素的重量百分?jǐn)?shù)含量，其余為？6和不可避 免的雜質(zhì)，獲得了兼具屈服強(qiáng)度為llOksi級的高強(qiáng)度和VTrS:-6(TC以下的優(yōu)良的低溫韌性 的油井管用馬氏體類無縫不銹鋼，但是并未公開所涉及實施例中鋼種的抗拉強(qiáng)度和其他力 學(xué)性能。其屬于不銹鋼領(lǐng)域，其合金元素含量較高，成本過高，生產(chǎn)工藝和性能要求明顯不 同于本發(fā)明鋼，也不適用于汽車零部件的制造。
[0007] 本文通過改變傳統(tǒng)冷乳高強(qiáng)鋼的成分設(shè)計，通過Cr元素的加入來研制具有耐蝕性 能的冷乳超高強(qiáng)雙相鋼，在兩種模擬大氣環(huán)境下，本發(fā)明鋼均表現(xiàn)出優(yōu)良的耐腐蝕性能。本 發(fā)明工藝簡單，所制備的鋼板具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能和耐腐蝕性能，滿足不同環(huán)境下的 汽車零部件使用對雙相鋼的要求。本發(fā)明旨在為高品質(zhì)超高強(qiáng)汽車用鋼的研發(fā)做出有益的 實驗數(shù)據(jù)積累，同時改變超高強(qiáng)汽車用鋼只注重強(qiáng)度而忽略其綜合性能的現(xiàn)狀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有低成本、良好塑性、低屈強(qiáng)比、優(yōu)良耐腐蝕性的冷 乳超高強(qiáng)雙相鋼及其制備方法。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的冷乳超高強(qiáng)雙相鋼，具體成分為0.13%~ 0.16%C，1.8%~2.0%Si，2.3%~2.5%Mn，1.8%~2.2%Cr，0.010%~0.025%Al， 0.001%~0.008%5,0.002%~0.012%?，0.001%~0.004%1其余為卩6和不可避免的雜 質(zhì)兀素。
[0010] 本發(fā)明涉及的冷乳超高強(qiáng)鋼，采用真空感應(yīng)爐冶煉，其制造方法包括以下步驟：
[0011] 按照上述成分進(jìn)行冶煉和鑄造，得到滿足上述化學(xué)成分的鋼坯，鋼坯冷卻至室溫， 作為熱乳原料待用；
[0012] 將所述鋼坯隨爐加熱至1200°C~1250Γ，保溫2h，隨后進(jìn)行熱乳，所述熱乳過程的 粗乳開乳溫度為1050°C~1110°C，終乳溫度為840°C~880°C，熱乳板總壓下率為80%~ 90%，最后一道次壓下率為20%~30%，終乳結(jié)束后將熱乳板冷卻至630°C~680°C并進(jìn)行 卷取，卷取溫度為630°C~680°C，卷取后保溫半小時，隨爐空冷至室溫；
[0013] 將所述卷取后的鋼板開卷進(jìn)行酸洗冷乳，所述冷乳過程需控制冷乳壓下率在50% ~80%之間，得到冷乳鋼板；
[0014] 將所述冷乳鋼板進(jìn)行連續(xù)退火，預(yù)熱段以6.0°C/s~10.0°C/s的加熱速度加熱到 100°C~200°C，之后以2.0°C/s~5.0°C/s的加熱速度將鋼板加熱到兩相區(qū)進(jìn)行保溫，保溫 溫度為760°C~820°C，保溫時間為160s~190s，然后以4°C/s~8°C/s的冷卻速度將鋼板緩 冷至620°C~650°C，隨后再以35°C/s~50°C/s的冷卻速度將鋼板快冷至250°C~270°C，過 時效處理300s~400s，接著以3°C/s~8°C/s的冷卻速度將鋼板緩冷至室溫。
[0015] 優(yōu)選地，所述熱乳過程中的開乳溫度為1070°C~1100°C，終乳溫度為815~835°C， 熱乳最后一道次的壓下率控制在22 %~26 %之間。
[0016] 優(yōu)選地，所述退火保溫溫度為785°C~825°C，保溫時間為165s~185s。隨后以38 °C/s~45°C/s冷速快冷至255°C~265°C，過時效處理320s~380s，隨后緩冷至室溫。
[0017] 該鋼的組織主要為馬氏體和少量彌散分布的鐵素體。
[0018] 該鋼具有較好的綜合力學(xué)性能，Rp〇.2 = 1020~1100MPa，Rm=1600MPa~1850MPa， Α5〇 = 4· 55%~9· 50%，Rp〇.2/Rm=0· 52~0·65〇
[0019] 該雙相鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。在均勻腐蝕全浸試驗?zāi)M工業(yè)大氣環(huán)境時，采 用的腐蝕液為0.005mol/L的NaHS〇3溶液(0.52g/L)，得到的本發(fā)明鋼的腐蝕速率為0.17g · πΓ2 · 1Γ1，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)雙相鋼DP780的0.25g · πΓ2 · IT1;在中性鹽霧試驗?zāi)M海洋大氣環(huán)境 時，采用的腐蝕液為50g/L ± 5g/L的NaCl溶液，得到本發(fā)明鋼在96h和144h試驗周期內(nèi)的腐 蝕速率分別為1.26g · m-2 · h-1和l.llg · m-2 · h-S明顯優(yōu)于傳統(tǒng)雙相鋼DP780對應(yīng)的 1.87g · m-2 · h-1和 1.90g · m-2 · h-1 的腐蝕速率。
[0020]本發(fā)明的有益效果
[0021 ] (1)本發(fā)明合金成分只有基本C、Si、Mn和一定量的Cr元素，通過合理的工藝控制， 其力學(xué)性能即可達(dá)1^〇.2 = 1020~110010^，1^=160010^~185010^，厶5() = 4.55%~9.50%， Rp〇.2/Rm=0.52 ~0.65。
[0022] (2)本發(fā)明采取低溫加熱和熱乳工藝控制技術(shù)，有效細(xì)化了熱乳組織。
[0023] (3)本發(fā)明將Μη含量控制在2.3%~2.5%的范圍，但不能過高，不能超過中錳TRIP 鋼Μη含量（5%〈Mn%〈8% )，不僅降低了成本，而且提高了工藝性能，方便試驗鋼連鑄和冷 乳。
[0024] (4)本發(fā)明通過Cr元素的合理添加，有效細(xì)化了本發(fā)明鋼顯微組織，同時使得本發(fā) 明鋼具有耐腐蝕性能，在模擬工業(yè)大氣