一种超高强双相钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种超高强双相钢，其基体组织为铁素体+马氏体，其中铁素体和马氏体呈岛状均匀分布，超高强双相钢含有质量百分比如下的下述化学元素：C：0.12-0.2％，Si：0.5-1.0％，Mn：2.5-3.0％，Al：0.02-0.05％，Nb：0.02-0.05％，Ti：0.02-0.05％，B：0.001％-0.003％。本发明专利技术还公开了上述超高强双相钢的制造方法，包括步骤：(1)冶炼和连铸(2)热轧(3)冷轧(4)退火：以3-10℃/s的加热速度升温到退火均热温度800～850℃，退火时间为40～200s，然后以30～80℃/s的速度快速冷却，快速冷却的开始温度为670～730℃(5)回火：回火温度为260～320℃，回火时间为100～400s(6)平整。本发明专利技术超高强双相钢不仅有较好的力学性能，还具有优异的耐延迟开裂性和较低初始氢含量，可以适用于汽车安全结构件的制造。结构件的制造。

【技术实现步骤摘要】
一种超高强双相钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种金属材料及其制造方法，尤其涉及一种双相钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着汽车工业轻量化减重和安全性的需要，市场对强度更高的钢板需求量越来越多。其中,双相钢由于生产成本低、可制造性强同时具有低屈服强度、高抗拉强度以及高的初始加工硬化速率等优良的性能在汽车零部件中得到了广泛地使用。
[0003]目前市场上强度等级需求主要以80公斤、100公斤级的为主，目前最高强度级别为1180DP牌号，其抗拉强度大于等于1200MPa，屈服强度约为850MPa，总延伸率约为10％。冷轧双相钢的生产采用临界区连续退火工艺，其抗拉强度由退火组织中的马氏体分数所决定，马氏体分数越高则抗拉强度越高，这就要求在生产时需要采用较高的退火温度以形成更多的马氏体分数，目前所能商业化生产的双相钢最高强度等级为1180MPa，即DP 1180钢。
[0004]公开号为CN109504930A，公开日为2019年3月22日，名称为“抗拉强度大于1300MPa的热镀锌钢板及其生产方法”的中国专利文献，公开了一种抗拉强度大于1300MPa的热镀锌钢板及其生产方法，所述热镀锌钢板基板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.1～0.2％，Mn：1.3～2.0％，S≤0.005％，P≤0.02％，Si：0.2～0.3％，Als：0.4～1.0％，Nb：0.01～0.03％，Ti：0.04～0.08％，B：0.001～0.004％，Mo：0.2～0.3％，Cr：0.05～0.10％，V：0.01～0.02％，余量为Fe以及不可避免的杂质。所述板坯加热工序，加热温度1200～1320℃，加热时间120～200min；所述热轧工序，粗轧轧制3～7道次；精轧进口温度1020～1080℃，终轧温度820～880℃；卷取温度550～650℃；所述生产方法包括板坯加热、热轧、酸轧、连续热镀锌、光整和钝化工序；所述连续热镀锌工序，均热温度为760～840℃、保温时间100～200s，缓冷温度680～740℃、缓冷冷却速率10～20℃/s，快冷温度420～450℃、快冷冷却速率35～65℃/s，镀锌温度458～462℃、镀锌时间5～15s。
[0005]公开号为CN108486494A，公开日为2018年9月4日，名称为“钒微合金化1300MPa级别高强热轧钢板和冷轧双相钢板的生产方法”的中国专利文献，公开了一种钒微合金化1300MPa级别高强热轧钢板和冷轧双相钢板的生产方法，其化学成分为：0.10-0.30wt％C，1.50-4.50wt％Mn，0.00-0.120wt％Al，0.00-0.90wt％Si，0.05-0.50％V，P≤0.020wt％，S≤0.02wt％，Fe:余量。该高强钢通将纳米碳化钒粒子析出强化与马氏体相变强化相结合，显著提高了现有双相钢的强度，同时还保证了较高的生产效率。
[0006]公开号为CN109628846A，公开日为2019年4月16日，名称为“1300MPa级汽车用超高强度冷轧钢板及其生产方法”的中国专利文献，公开了一种热成型钢板及制造方法，其化学成分为：C：0.1～0.2％，Mn：1.3～2.0％，S≤0.005％，P≤0.02％，Si：0.2～0.3％，Als：0.4～1.0％，Nb：0.01～0.03％，Ti：0.04～0.08％，B：0.001～0.004％，Mo：0.2～0.3％，Cr：0.05～0.10％，V：0.01～0.02％，Fe:余量。所述生产方法包括炼钢、连铸、热轧、酸轧、连续退火、平整拉矫工序；所述热轧工序，板坯加热温度≥1200℃，粗轧轧制3～7道次、粗轧后中间坯厚度28～40mm，精轧进口温度1020～1100℃，终轧温度820～900℃，卷取温度550～650
℃；所述酸轧工序，酸洗后进行冷轧，冷轧压下率≥45％，所述连续退火工序，均热段保温温度为760～840℃，保温时间为60～225s；过时效段保温温度为250～320℃，过时效段保温时间为300～1225s。
[0007]由此可见，现有专利文献涉及到产品抗拉强度等级大于或等于1300MPa的主要产品以镀锌为主，且部分专利含有高Si、高Al，不利于表面质量以及生产制造。在部分专利技术中含有较多Cr、Mo等贵合金元素，生产成本较高。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种超高强双相钢，该超高强双相钢通过合理的化学元素成分设计，采用中Si低Al的设计，减少Si、Al等合金元素的使用，避免因高Si带来的表面质量及高Al带来的板坯缺陷等问题。
[0009]此外本专利技术超高强双相钢中不采用Cr、Mo等贵合金元素，有效控制了合金成本，同时降低杂质元素P含量、S含量，有利于性能提升、延迟开裂的改善。该超高强双相钢的屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥1300MPa，断后伸长率≥5％，起始氢含量≤10ppm；在预置应力大于等于一倍抗拉强度的情况下，以1mol/L的盐酸内浸泡300小时以上不发生延迟开裂，可以有效适用于汽车安全结构件的制造，具有良好的推广应用价值和前景。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种超高强双相钢，其基体组织为铁素体+马氏体，其中铁素体和马氏体呈岛状均匀分布，所述超高强双相钢除了Fe以外还含有质量百分比如下的下述化学元素：
[0011]C：0.12-0.2％，Si：0.5-1.0％，Mn：2.5-3.0％，Al：0.02-0.05％，Nb：0.02-0.05％，Ti：0.02-0.05％，B：0.001％-0.003％。
[0012]进一步地，在本专利技术所述的超高强双相钢中，其各化学元素质量百分比为：
[0013]C：0.12-0.2％，Si：0.5-1.0％，Mn：2.5-3.0％，Al：0.02-0.05％，Nb：0.02-0.05％，Ti：0.02-0.05％，B：0.001％-0.003％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
[0014]在本专利技术所述的超高强双相钢中，各化学元素的设计原理如下所述：
[0015]C：在本专利技术所述的超高强双相钢中，C是固溶强化元素，是材料获得高强度的保证。但是，需要注意的是，钢中含C量越高，马氏体越硬，发生延迟开裂的倾向越大。因此产品设计时，尽量选择低碳的设计，在本专利技术所述的超高强双相钢中控制C的质量百分比在0.12-0.2％之间。
[0016]在一些优选的实施方式中，C的质量百分比可以控制在0.14-0.18％之间。
[0017]Si：在本专利技术所述的超高强双相钢中，Si在钢中起到提高延伸率的作用。Si对钢的组织影响也很大，促进铁素体的纯净化和残余奥氏体的形成。同时能提高马氏体的抗回火性能，可以抑制Fe3C的析出和长大，从而使回火时，形成的析出物以ε碳化物为主。但需要注意的是，当钢中Si的质量百分比低于0.5％，会影响钢的延伸率及抗回火性能，而若Si的质量百分比高于1.0％，则会带来其它的冶金质量缺陷。因此，在本专利技术所述的超高强双相钢中控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高强双相钢，其特征在于，其基体组织为铁素体+马氏体，其中铁素体和马氏体呈岛状均匀分布，所述超高强双相钢除了Fe以外还含有质量百分比如下的下述化学元素：C：0.12-0.2％，Si：0.5-1.0％，Mn：2.5-3.0％，Al：0.02-0.05％，Nb：0.02-0.05％，Ti：0.02-0.05％，B：0.001％-0.003％。2.如权利要求1所述的超高强双相钢，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：C：0.12-0.2％，Si：0.5-1.0％，Mn：2.5-3.0％，Al：0.02-0.05％，Nb：0.02-0.05％，Ti：0.02-0.05％，B：0.001％-0.003％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。3.如权利要求2所述的超高强双相钢，其特征在于，其中不可避免的杂质包括P、S和N元素，其含量控制为下述各项的至少其中之一：P≤0.01％，S≤0.002％，N≤0.004％。4.如权利要求1或2所述的超高强双相钢，其特征在于，其各化学元素满足下述各项的至少其中之一：C：0.14-0.18％，Mn：2.4-2.8％。5.如权利要求1或2所述的超高强双相钢，其特征在于，所述马氏体的相比例＞90％。6.如权利要求1或2所述的超高强双相钢，其特征在于，所述马氏体中含有共格分布的ε碳化物。7.如权利要求1或2所述的超高强双相钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，朱晓东，薛鹏，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：