抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷軋雙相鋼及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度鋼及其制備方法，具體涉及一種抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩雙相鋼及其制備方法。本發(fā)明抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷軋雙相鋼，由以下重量百分比成分組成：C：0.09～0.14％，Si：0.10～0.60％，Mn：1.30～1.80％，Cr：0.10～0.60％，Al：0.01～0.06％，V：0.02～0.07％，P≤0.02％，S≤0.015％，N≤0.006％，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。本發(fā)明抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷軋雙相鋼，生產(chǎn)成本低，焊接性能優(yōu)良，力學(xué)性能優(yōu)異：其屈服強(qiáng)度為430～480MPa，抗拉強(qiáng)度為805～840MPa，伸長(zhǎng)率為15～18％。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含飢冷扯雙相鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種高強(qiáng)度鋼及其制備方法，具體設(shè)及一種抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑雙 相鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車(chē)輕量化技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)用鋼朝著高強(qiáng)鋼方向發(fā)展已成為必然趨勢(shì)。雙 相鋼具有低屈服強(qiáng)度、高抗拉強(qiáng)度和優(yōu)良塑性等特點(diǎn)，成為汽車(chē)用首選高強(qiáng)鋼，其用量預(yù)計(jì) 在汽車(chē)用先進(jìn)高強(qiáng)鋼中將超過(guò)70%。隨著國(guó)內(nèi)汽車(chē)板產(chǎn)能的不斷釋放，高強(qiáng)鋼市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng) 也越來(lái)越激烈，低成本高性能的雙相鋼已經(jīng)成為各企業(yè)追求的目標(biāo)，受到極大關(guān)注。
[0003] 專(zhuān)利(CN 104328348A)公開(kāi)了一種800M化冷社雙相鋼的生產(chǎn)方法，其化學(xué)成分百 分比為：C:0.14~0.17% ,Si :0.45~0.55% ,Mn: 1.60~1.80% ,Cr:0.55~0.65% ,Al :0.02 ~0.05%，P《0.016%，S《0.008%，N《0.004%，余量為化及不可避免雜質(zhì);通過(guò)830~870 °C終社、610~680°C卷取、780~830°C保溫、290~330°C過(guò)時(shí)效處理，得到了抗拉強(qiáng)度大于 800M化的冷社雙相鋼。盡管通過(guò)其化學(xué)成分和生產(chǎn)方法制備的雙相鋼成本較低、同時(shí)具有 優(yōu)良的力學(xué)性能。然而，C、Si、Mn和Cr含量較高，必然使其焊接性能降低；同時(shí)C含量增加使 得屈服強(qiáng)度較高，影響雙相鋼的成形性能。
[0004] 專(zhuān)利（CN 104357740A)公開(kāi)了 一種高強(qiáng)度低碳高娃儘鋼妮系冷社雙相鋼生產(chǎn)方 法，其優(yōu)選化學(xué)成分百分比為：C:0.073~0.092% ,Si :1.51~1.80% ,Mn:1.80~2.40%， 1〇:0.05~0.10%，抓：0.03~0.05%，口《0.01%，5《0.005%，1^《0.01%，余量為化及不可 避免雜質(zhì);通過(guò)800~900°C終社、560~640 °C卷取、800~850 °C保溫、650~680°C緩冷、260 ~290°C過(guò)時(shí)效處理獲得了抗拉強(qiáng)度為800~865MPa的冷社雙相鋼。該方法制備的冷社雙相 鋼具有優(yōu)良的力學(xué)性能和焊接性能，然而添加微量M〇、Nb使得生產(chǎn)成本明顯增加，同時(shí)增加 了熱社難度(Mo、佩抑制奧氏體再結(jié)晶，雙相鋼變形抗力顯著提高）。
[0005] 專(zhuān)利(CN 102212745A)公開(kāi)了一種高塑性780MPa級(jí)冷社雙相鋼及制備方法，其化 學(xué)成分百分比為：C: 0.06~0.08% ,Si: 1.00~1.30% ,Mn: 2.10~2.30% ,Al :0.02~ 0.07%，P《0.010%，S《0.010%，N《0.005%，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)；通過(guò)860~920°C 終社、640~700 °C卷取、810~830 °C保溫、640~660 °C緩冷、250~250 °C過(guò)時(shí)效處理的方法 獲得了抗拉強(qiáng)度大于780MPa的冷社雙相鋼。該發(fā)明生產(chǎn)成本較低，同時(shí)制備的冷社雙相鋼 具有優(yōu)良的力學(xué)性能;然而，由于Si含量較高，使得表面質(zhì)量明顯降低(表面形成的Si化等 氧化物很難通過(guò)高壓水除去）。
[0006] 綜上所述，現(xiàn)有發(fā)明主要單方面考慮了雙相鋼的生產(chǎn)成本和力學(xué)性能等，沒(méi)有綜 合考慮生產(chǎn)成本、成形性能和焊接性能等因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是成本低，力學(xué)性能、成型性能和焊接性能優(yōu)良的抗 拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼。
[000引本發(fā)明抗拉強(qiáng)度780M化級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼，由W下重量百分比成分組成:C:0.09 ~0.14% ,Si :0.10 ~0.60 % ,Mn :1.30 ~1.80% ,Cr :0.10 ~0.60 % ,Al :0.01 ~0.06%，V: 0.02~0.07%，？《0.02%，5《0.015%，1^《0.006%，余量為化及不可避免雜質(zhì)。
[0009]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼，由W 下重量百分比成分組成：C:0.10~0.13% ,Si :0.30~0.50% ,Mn: 1.50~1.80%，Cr:0.20~ 0.40%，41:0.02~0.05%，￥:0.04~0.07%，口《0.012%，5《0.005%，1^《0.0050%，余量 為化及不可避免雜質(zhì)。
[0010]上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼，其屈服強(qiáng)度為430~480MPa，抗拉強(qiáng)度為 805~840MPa，伸長(zhǎng)率為15~18%。
[0011]本發(fā)明還提供一種抗拉強(qiáng)度780M化級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制備方法。
[001。 上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制備方法，包括W下步驟：
[OOU] a、冶煉工藝:根據(jù)上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的重量百分比成分進(jìn)行 冶煉，并在轉(zhuǎn)爐中控制其饑含量，鑄造成板巧，得到鑄巧；
[0014] b、熱社工藝:將鑄巧經(jīng)過(guò)加熱、除憐、熱社和層流冷卻后得到熱社卷;其中精社開(kāi) 社溫度為1000~1100°c，終社溫度為850~950°C，卷取溫度為600~700°C ;
[0015] C、酸社工藝:將熱社卷經(jīng)過(guò)酸社，得到薄帶鋼;其中，壓下率為45~65%;
[0016] d、冷社退火工藝:將薄帶鋼經(jīng)過(guò)冷社退火后，得到冷社雙相鋼;其中，退火溫度為 800~840°C，從退火溫度緩慢冷卻至快冷開(kāi)始溫度650~700°C，其緩冷速率CRl為1~5TV S，隨即快速冷卻至過(guò)時(shí)效溫度250~350°C，其快冷速率CR2為10~50°C/s，最后冷卻至室 溫O
[0017] 進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制 備方法，其中b步驟中精社開(kāi)社溫度為1050~1070°C。
[001引進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制 備方法，其中C步驟中壓下率為57~60%。
[0019] 進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制 備方法，其中d步驟中退火溫度為820~830°C，快冷開(kāi)始溫度690~700°C，過(guò)時(shí)效溫度為260 ~280°C，快冷速率為25~30°C/s。
[0020] 與現(xiàn)有發(fā)明相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0021] (1)低生產(chǎn)成本：W微量V、Cr W替代部分價(jià)格昂貴的Nb、Mo，而且直接利用鐵水中 殘余的V，使生產(chǎn)成本明顯降低；
[0022] (2)優(yōu)良焊接性能:C、Si、Mn含量較低，使焊接性能得到明顯改善；
[0023] (3)優(yōu)異力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度為430~480MPa，抗拉強(qiáng)度為805~840M化，伸長(zhǎng)率為 15 ~18%。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本發(fā)明冷社雙相鋼的退火工藝示意圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明冷社雙相鋼的微觀組織形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[00%]本發(fā)明抗拉強(qiáng)度780M化級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼，由W下重量百分比成分組成:C:0.09 ~0.14% ,Si :0.10 ~0.60 % ,Mn :1.30 ~1.80% ,Cr :0.10 ~0.60 % ,Al :0.01 ~0.06%，V: 0.02~0.07%，？《0.02%，5《0.015%，1^《0.006%，余量為化及不可避免雜質(zhì)。
[0027]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼，由W 下重量百分比成分組成：C:0.10~0.13% ,Si :0.30~0.50% ,Mn: 1.50~1.80%，Cr:0.20~ 0.40%，41:0.02~0.05%，￥:0.04~0.07%，口《0.012%，5《0.005%，1^《0.0050%，余量 為化及不可避免雜質(zhì)。
[00%]碳:C作為雙相鋼最重要的組分之一，決定了鋼板的強(qiáng)度、塑性和成形性能。C是鋼 鐵材料中固溶強(qiáng)化效果最明顯的元素，鋼中固溶C含量增加0.1%，其強(qiáng)度可提高約450MPa。 C含量過(guò)低時(shí)，奧氏體的穩(wěn)定性和馬氏體澤硬性下降，導(dǎo)致強(qiáng)度偏低，雙相鋼中一般不低于 0.02% ;C含量過(guò)高時(shí)，雙相鋼的塑性和焊接性能下降，雙相鋼中一般不高于0.15%。因此， 本發(fā)明C含量為0.09~0.14%，優(yōu)選為0.10~0.13%。
[0029] 娃:Si能固溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的強(qiáng)度，其作用僅次于C、P，較Mn、Cr、Ti 和Ni等元素強(qiáng);Si還可W抑制鐵素體中碳化物的析出，使固溶C原子充分向奧氏體中富集， 從而提局其穩(wěn)定性。然而，Si含量過(guò)局時(shí)，Si在加熱爐中形成的表面氧化鐵皮很難去除，增 加了除憐難度；同時(shí)在退火過(guò)程中易向表面富集形成Si02，從而導(dǎo)致漏鍛等表面缺陷。因 此，本發(fā)明Si含量為0.10~0.60%，優(yōu)選為0.30~0.50%。
[0030] 儘:Mn是良好的脫氧劑和脫硫劑，也是鋼中常用的固溶強(qiáng)化元素，雙相鋼中一般不 低于1.20% "Mn既可與C結(jié)合形成多種碳化物起到沉淀強(qiáng)化的作用，也可溶于基體中增強(qiáng)固 溶強(qiáng)化效果。Mn易與S結(jié)合形成高烙點(diǎn)化合物MnS,從而消除或削弱由于FeS引起的熱脆現(xiàn) 象，改善鋼的熱加工性能。Mn可W提高奧氏體穩(wěn)定性，使C曲線(xiàn)右移，從而顯著降低馬氏體的 臨界冷卻速率。但Mn含量過(guò)高時(shí)，易在退火過(guò)程中向表面富集，形成大量?jī)嵒?，從而?dǎo)致 表面鍛鋒質(zhì)量下降。因此，在本發(fā)明中Mn含量為1.30~1.80%，優(yōu)選為1.50~1.80%。
[0031] 銘:Cr可W顯著延遲珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變，從而使奧氏體充分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織。 由于&較Mo具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，所W大量添加于冷社雙相鋼中。因此，在本發(fā)明中，吐含 量為0.10~0.60%，優(yōu)選為0.20~0.40%。
[0032] 饑:V在雙相鋼中主要WVC形式存在，具有顯著晶粒細(xì)化和彌散沉淀強(qiáng)化的作用。 在冷社退火加熱過(guò)程中，未溶解VC顆?？蒞釘扎鐵素體晶界，從而起到細(xì)化晶粒的作用;退 火溫度增加至兩相區(qū)時(shí)，VC溶解溫度較低，故充分溶解于基體中，同時(shí)固溶C原子向奧氏體 中富集W提高其穩(wěn)定性;在退火過(guò)程中，鐵素體中的VC將重新析出，從而生產(chǎn)明顯的沉淀強(qiáng) 化。因此，在本發(fā)明中，V含量為0.02~0.07%，優(yōu)選為0.04~0.07%。
[0033] 侶:Al是鋼中常見(jiàn)的脫氧劑，同時(shí)可W形成AlN釘扎晶界，從而起到細(xì)化晶粒的作 用；另外，Al與Si作用相似，可W抑制碳化物析出，從而使奧氏體充分富碳。因此，本發(fā)明中 Al含量為0.01~0.06%，優(yōu)選為0.02~0.05%。
[0034] 上述抗拉強(qiáng)度780M化級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼，其屈服強(qiáng)度為430~480MPa，抗拉強(qiáng)度為 805~840MPa，伸長(zhǎng)率為15~18%。
[0035] 本發(fā)明還提供一種抗拉強(qiáng)度780M化級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制備方法。
[0036] 上述抗拉強(qiáng)度780M化級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制備方法，包括W下步驟：
[0037] a、冶煉工藝:根據(jù)上述抗拉強(qiáng)度780M化級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的重量百分比成分進(jìn)行 冶煉，并在轉(zhuǎn)爐中控制其饑含量(是通過(guò)控制原有鐵水中饑含量，而不是額外添加饑鐵合 金），鑄造成板巧，得到鑄巧；
[0038] b、熱社工藝:將鑄巧經(jīng)過(guò)加熱、除憐、熱社和層流冷卻后得到熱社卷;其中精社開(kāi) 社溫度為1000~1100°c，終社溫度為850~950°C，卷取溫度為600~700°C ;
[0039] C、酸社工藝:將熱社卷經(jīng)過(guò)酸社（即酸洗+冷社工藝），得到薄帶鋼;其中，壓下率為 45 ~65%;
[0040] d、冷社退火工藝:將薄帶鋼經(jīng)過(guò)冷社退火后，得到冷社雙相鋼;其中，退火溫度為 800~840°C，從退火溫度緩慢冷卻至快冷開(kāi)始溫度650~700°C，其緩冷速率CRl為1~5TV S，隨即快速冷卻至過(guò)時(shí)效溫度250~350°C，其快冷速率CR2為10~50°C/s，最后冷卻至室 溫O
[0041] 進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制 備方法，其中b步驟中精社開(kāi)社溫度為1050~1070°C。
[0042] 進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制 備方法，其中C步驟中壓下率為57~60%。
[0043] 進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼的制 備方法，其中d步驟中退火溫度為820~830°C，快冷開(kāi)始溫度690~700°C，過(guò)時(shí)效溫度為260 ~280°C，快冷速率為25~30°C/s。
[0044] 本發(fā)明WV、Cr來(lái)替代部分Mn、M〇W提高雙相鋼澤透性，同時(shí)WVC形式析出起到沉 淀強(qiáng)化的效果，并明顯降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明制備的雙相鋼成形性能和焊接性能優(yōu)良，成本 優(yōu)勢(shì)明顯，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0045] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0046] 實(shí)施例1
[0047] 本發(fā)明提供的780M化級(jí)含饑?yán)渖珉p相鋼制備方法，具有工藝如下：
[004引（1)經(jīng)過(guò)冶煉工藝，制備了如下表1所示化學(xué)成分的雙相鋼板巧：
[0049]表1雙相鋼化學(xué)成分(wt. %) 「nncnl
~(2)將鑄巧經(jīng)過(guò)加熱、除憐、熱社和層流冷卻后獲得熱社卷，其中精社開(kāi)社溫度為 1000~Iiocrc，終社溫度為850~950°C，卷取溫度為600~700°C ;具體熱社工藝參數(shù)如下表 2所示：
[0化2] 表2熱社主要工藝參數(shù) L0054J (3)將飄乳卷酸洗后，成簿巧朔，其甲
DPI和UP2的比h準(zhǔn)分別刃57.1 %和60.0%。
[0055] (4)將薄帶鋼經(jīng)冷社退火工藝(如圖I所示)處理后制成所需產(chǎn)品，其中退火溫度為 800~840°C，從退火溫度緩慢冷卻至快冷開(kāi)始溫度650~700°C，其緩冷速率為CRl為1~5 °C/s，隨即快速冷卻至過(guò)時(shí)效溫度250~350°C，其快冷速率CR2為10~50°C/s，最后冷卻至 室溫。具體冷社退火工藝參數(shù)如表3所示：
[0化6] 表3冷社退火主要工藝參數(shù) 「mw1
LUUDBJ 逆上還丄么制爸的巧化乂和側(cè)具微挪組縱觀兇所不，具刀芋巧駆觀h巧4所不：
[0059] 表4冷社雙相鋼力學(xué)性能
[0060]
[0061 ]注：Ceq = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Cu+Ni) /15
[0062]結(jié)果表明，本發(fā)明制備的冷社雙相鋼微觀組織由鐵素體和馬氏體組成，其抗拉強(qiáng) 度達(dá)到SOOMPa。雙相鋼碳含量和微合金元素含量較低，同時(shí)利用鐵水中殘余V，所W具有明 顯的成本優(yōu)勢(shì)，具有優(yōu)良的成形性能和焊接性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷乳雙相鋼，其特征在于：由以下重量百分比成分組成：C: 0.09~0.14%，Si :0.10~0.60%，Mn: 1.30~1.80%，Cr :0.10~0.60%，A1:0.01 ~0.06%， V:0.02~0.07%，P彡0.02%，S彡0.015%，N彡0.006%，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷乳雙相鋼，其特征在于：由以下重量百 分比成分組成：C:0.10~0.13%，Si :0.30~0.50%，Mn: 1.50~1.80%，Cr:0.20~0.40%， Al :0.02~0.05%，V:0.04~0.07%，P彡0.012%，S彡0.005%，N彡0.0050%，余量為Fe及不 可避免雜質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷乳雙相鋼，其特征在于：其屈服強(qiáng) 度為430~480MPa，抗拉強(qiáng)度為805~840MPa，伸長(zhǎng)率為15~18%。4. 權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷乳雙相鋼的制備方法，其特征在 于包括以下步驟： a、 冶煉工藝:根據(jù)權(quán)利要求1或2所述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷乳雙相鋼的重量百分比 成分進(jìn)行冶煉，并在轉(zhuǎn)爐中控制其釩含量，鑄造成板坯，得到鑄坯； b、 熱乳工藝:將鑄坯經(jīng)過(guò)加熱、除磷、熱乳和層流冷卻后得到熱乳卷;其中精乳開(kāi)乳溫 度為1000~1100°C，終乳溫度為850~950°C，卷取溫度為600~700°C ; c、 酸乳工藝:將熱乳卷經(jīng)過(guò)酸乳，得到薄帶鋼;其中，壓下率為45~65 %; d、 冷乳退火工藝:將薄帶鋼經(jīng)過(guò)冷乳退火后，得到冷乳雙相鋼;其中，退火溫度為800~ 840°C，從退火溫度緩慢冷卻至快冷開(kāi)始溫度650~700°C，其緩冷速率CRl為1~5°C/s，隨即 快速冷卻至過(guò)時(shí)效溫度250~350°C，其快冷速率CR2為10~50°C/s，最后冷卻至室溫。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷乳雙相鋼的制備方法，其特征在于:b 步驟中精乳開(kāi)乳溫度為1050~1070°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷乳雙相鋼的制備方法，其特征在于：c 步驟中壓下率為57~60%。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述抗拉強(qiáng)度780MPa級(jí)含釩冷乳雙相鋼的制備方法，其特征在于:d 步驟中退火溫度為820~830°C，快冷開(kāi)始溫度690~700°C，過(guò)時(shí)效溫度為260~280°C，快冷 速率為25~30°C/s。
【文檔編號(hào)】C22C38/04GK105925912SQ201610540151
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年7月11日
【發(fā)明人】鄭之旺, 鄺春福, 左軍, 張功庭, 王敏莉, 余燦生, 于秀
【申請(qǐng)人】攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司