一种1100MPa级桥壳钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种1100MPa级桥壳钢，其化学元素质量百分比为：C：0.17～0.23％，Si：1.00～1.30％，Mn：1.10～1.50％，Nb：0.010～0.050％，Ti：0.060～0.100％，V：0.030～0.07％，Ni≤0.80％，Cr：0.20～0.90％，Cu≤0.40％，Mo：0.10～0.50％，B：0.0015～0.0030％，Al：0.005～0.015％，Ca：0.0004～0.0010％，N：0.001～0.002％；余量为Fe及其他不可避免的杂质。此外，本发明专利技术还公开了一种上述的1100MPa级桥壳钢的制造方法。本发明专利技术所述的桥壳钢采用分段冷却控制，控制得到少量的铁素体(3-10％)+超低温回火马氏体组织；同时在控轧控冷过程中形成直径几纳米到几十纳米的细小碳化物析出。使得所获得的桥壳钢具有优异的力学性能。的力学性能。的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种1100MPa级桥壳钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种桥壳钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]桥壳作为汽车的关键承载部件，对安全性有较高要求，需要满足严格的构件疲劳性能。因此，对于桥壳用钢的钢板不仅要求需要具有稳定、耐低温冲击、焊接性良好的性能，此外还需要严格控制偏析和夹杂物。
[0003]目前我国广泛采用的桥壳用钢主要是16Mn、Q345C、Q420C、Q460C等普通C-Mn结构钢，此类C-Mn钢热冲压后力学性能下降严重，例如Q460C热冲压后屈服强度会下降到400MPa左右。基于现有技术中桥壳钢的力学性能普遍不佳，对于高强度桥壳用钢的研发至关重要。
[0004]例如：公开号为CN104213019A，公开日为2014年12月17日，名称为“一种600MPa级汽车桥壳钢及其生产方法”的中国专利文献公开了一种600MPa级汽车桥壳钢及其生产方法。在该专利文献所公开的技术方案通过准确控制V和N元素的含量，并结合控轧控冷技术，从而生产出600MPa级的汽车桥壳用热轧带钢。
[0005]又例如：公开号为CN103422020A，公开日为2013年12月4日，名称为“一种冲焊桥壳用钢板及其制造方法”的中国专利文献公开了一种热冲压桥壳钢及其制造方法，在该专利文献所公开的技术方案中，是通过综合添加Nb、V等元素提高热冲压后的钢板强度，并通过对Ti、Al等元素的综合控制，提高钢板热冲压后的低温韧性和疲劳性能，同时实现600MPa级的强度。
专利技术内容
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种1100MPa级桥壳钢，其旨在解决现有桥壳钢热冲压后形成的桥壳力学性能不佳的问题。本专利技术所述的一种1100MPa级桥壳钢具有优异的力学性能，使用该1100MPa级桥壳钢热冲压后形成的桥壳的力学性能相对于现有技术中的桥壳钢热冲压后的桥壳的力学性能大大提高。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种1100MPa级桥壳钢，其化学元素组分除了Fe以外，还具有质量百分含量为下述范围的各化学元素：C：0.17～0.23％，Si：1.00～1.30％，Mn：1.10～1.50％，Nb：0.010～0.050％，Ti：0.060～0.100％，V：0.030～0.07％，Ni≤0.80％，Cr：0.20～0.90％，Cu≤0.40％，Mo：0.10～0.50％，B：0.0015～0.0030％，Al：0.005～0.015％，Ca：0.0004～0.0010％，N：0.001～0.002％。
[0008]进一步地，本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢的化学元素质量百分比为：
[0009]C：0.17～0.23％，Si：1.00～1.30％，Mn：1.10～1.50％，Nb：0.010～0.050％，Ti：0.060～0.100％，V：0.030～0.07％，Ni≤0.80％，Cr：0.20～0.90％，Cu≤0.40％，Mo：0.10～0.50％，B：0.0015～0.0030％，Al：0.005～0.015％，Ca：0.0004～0.0010％，N：0.001～0.002％；余量为Fe及其他不可避免的杂质。
[0010]进一步的，在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，其中各化学元素的质量百分含量
还满足下述各项的至少其中之一：
[0011]Ni：0.2～0.5％，
[0012]Cu：0.1～0.25％。
[0013]具体来说，在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，各化学元素的设计原理如下所述：
[0014]C：在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，C起到了固溶强化的作用，0.17％以上的碳含量可以提高形成的马氏体的强度，同时，可以在钢板空冷和缓冷期间与Ti反应，形成细小的TiC析出，从而提高钢板的强度。且在桥壳热冲压空冷后期间还可以与Fe反应形成弥散分布的Fe3C，提高热冲压后钢板的强度。然而，当C含量高于0.23％时，不利于钢板的焊接性。因此，在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，控制C的质量百分比为0.17～0.23％。
[0015]Si：在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，1.00％以上的较高Si含量可以有效抑制碳的扩散，抑制渗碳体在高温析出，使渗碳体在低温保温时在马氏体中形成细小的渗碳体颗粒，提高马氏体体的强度。但若Si含量太高，就会恶化钢板的焊接性能。因此，在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，控制Si的质量百分比为1.00～1.30％。
[0016]Mn：在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，含量在1.1％以上的Mn元素，不仅具有较高的固溶强化作用，同时还能提高钢板的淬透性，有利于马氏体转变。但是较高的Mn含量容易产生偏析，恶化钢板的焊接性能。因此，在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，控制Mn的质量百分比为1.10～1.50％。
[0017]Nb：在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，在控轧控冷阶段阶段，钢板中的微量的Nb与C反应形成细小的NbC颗粒，细化了钢板组织，提高了钢板的强度、塑性和韧性。此外，在热冲压加热阶段NbC还可以细化奥氏体晶粒，提高桥壳钢板热冲压后的强度。但是需要说明的是，Nb属于贵合金元素，不宜加太多。因此，在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，控制Nb的质量百分比为0.010～0.050％。
[0018]Ti：在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，Ti元素在钢板650～730℃空冷和随后的缓冷期间会与C反应形成一定TiC析出，TiC的析出可以提高组织强度。桥壳用钢的热冲压温度通常在750-900℃，在该温度范围内会继续产生大量的TiC析出，提高热冲压后桥壳的强度。此外，Ti还可与N反应形成TiN颗粒，其在钢板焊接时会促进形成针状铁素体，从而改善接头韧性。但是当Ti元素含量太高时，容易与N反应形成微米级立方体型TiN大颗粒，从而恶化钢板的韧性和疲劳性能。因此，在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，控制Ti的质量百分比为0.060～0.100％。
[0019]V：在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，一定量的V在桥壳热冲压过程中可以在450-600℃与C反应形成VC，从而弥散析出，起到析出强化的作用。但是当V含量低于0.03％时析出强化不明显，当V含量大于0.07％时VC析出物长大，容易恶化钢的韧性。因此，在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，控制V的质量百分比为0.03～0.07％。
[0020]Ni：在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，Ni元素可以提高钢的热冲压强度，改善钢的韧性，同时提高钢板的耐大气腐蚀性能，但当Ni元素太高时会恶化钢板的焊接性能。为实现高强度热冲压桥壳钢的最佳强韧性匹配，同时提高钢板的耐腐蚀性，在本专利技术所述的1100MPa级桥壳钢中，控制Ni的质量百分比为0～0.80％。
[0021]在一些优选的实施方式中，Ni的质量百分比可以控制在0.2～0.5％之间。
[0022]Cr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1100MPa级桥壳钢，其特征在于，其化学元素组分除了Fe以外，还具有质量百分含量为下述范围的各化学元素：C：0.17～0.23％，Si：1.00～1.30％，Mn：1.10～1.50％，Nb：0.010～0.050％，Ti：0.060～0.100％，V：0.030～0.07％，Ni≤0.80％，Cr：0.20～0.90％，Cu≤0.40％，Mo：0.10～0.50％，B：0.0015～0.0030％，Al：0.005～0.015％，Ca：0.0004～0.0010％，N：0.001～0.002％。2.如权利要求1所述的1100MPa级桥壳钢，其特征在于，其化学元素质量百分比为：C：0.17～0.23％，Si：1.00～1.30％，Mn：1.10～1.50％，Nb：0.010～0.050％，Ti：0.060～0.100％，V：0.030～0.07％，Ni≤0.80％，Cr：0.20～0.90％，Cu≤0.40％，Mo：0.10～0.50％，B：0.0015～0.0030％，Al：0.005～0.015％，Ca：0.0004～0.0010％，N：0.001～0.002％；余量为Fe及其他不可避免的杂质。3.如权利要求2所述的1100MPa级桥壳钢，其特征在于，其中各化学元素的质量百分含量还满足下述各项的至少其中之一：Ni：0.2～0.5％，Cu：0.1～0.25％。4.如权利要求1或2所述的1100MPa级桥壳钢，其特征在于，其中Ti和N含量满足：Ti/N≥40。5.如权利要求2所述的1100MPa级桥壳钢，其特征在于，在其他不可避免的杂质中，P≤0.015％，S≤0.0020％，O≤0.003％。6.如权利要求1或2所述的11...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，陆敏，屈朝霞，杨晓臻，温识博，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：