一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢及其制备方法，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.20％～0.40％，Mn：2.00％～3.00％，Si：0.30％～2.00％，Al：0.6％～6.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，N≤0.005％，Ti：0.020％～0.150％，Ca：0.005％～0.150％，Mg：0.002％～0.150％，其中Al/Si：2.0～10.0；C/Ti：2.0～10.0；Ca+Mg：0.05～0.20％；余量为Fe和不可避免的杂质；制备方法包括转炉冶炼、中薄板坯连铸连轧、酸洗冷轧、连续退火、光整；应用本发明专利技术生产的钢屈服强度≥1000MPa，抗拉强度≥1500MPa，A50断后伸长率≥11％，扩孔率≥20％；满足汽车的低成本和优异延展和成形性能的要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属材料领域，尤其涉及一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]在汽车行业，对车身轻量化、排放限制、安全标准均已提出了更高的要求，为了更好地服务用户，汽车行业对成形性高的零配件需求越来越多。传统双相钢难以满足高拉延性的复杂冲杯件要求，TRIP钢由于高合金含量带来昂贵的生产成本而限制了其广泛使用。DH钢是Dual Phase Steels with Improved Formability的英文简称，最早由2016年德国汽车工业协会发布的VDA239
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100冷成形钢板标准中提及。DH钢由于引入一定量的残余奥氏体而具有良好的成形性能，可以克服DP钢和TRIP钢在上述应用过程中存在的不足，进而使得其在未来钢材应用市场中具有显著的优势。
[0003]专利文献CN113388779A公开了一种1.5GPa级超高强高塑性高扩孔DH钢板及制备方法，其主要化学成分为：C：0.20％～0.26％，Mn：1.8％～2.8％，Si：1.0％～2.0％，Al：0.02％～0.08％，Cr:0.20～0.80％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb：0.02％～0.15％，V：0.02～0.15％，Ti：0～0.10％，余量为铁和不可避免的杂质。该专利技术制备出强度级别1180MPa级冷轧DH钢，其延展性能和成形性能优异，然而Cr、Nb和V等贵金属的大量使用将显著提高该专利技术产品的合金成本，且采用传统冷轧
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连退工艺，生产工序十分复杂繁琐。
[0004]专利文献CN113416889A公开了一种焊接性能良好超高强热镀锌DH1470钢及制备方法，其主要化学成分为：C：0.18％～0.26％，Mn：2.0％～2.9％，Si：0.2％～1.2％，Al：0.5％～1.6％，Mo：0.30％～0.80％，Ni：0.20％～0.90％，P≤0.01％，S≤0.01％，Nb：0～0.10％，V：0.015％～0.15％，Ti：0.02％～0.20％，余量为铁和不可避免的杂质。该专利技术制备出强度级别1180MPa级冷轧热镀锌DH钢，其焊接性能和成形性能优异，然而Mo、Ni、Nb和V等贵金属的大量使用将显著提高该专利技术产品的合金成本，且采用传统冷轧
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热镀锌的生产工艺，其工序复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述问题和不足而提供一种在满足产品基础性能指标的同时，既可降低合金成本，也能缩短在传统产线生产流程的1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢及其制备方法；该专利技术技术可以为广大钢铁公司和汽车厂家在降本增效上提供可靠技术方案。
[0006]本专利技术目的是这样实现的：
[0007]一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.20％～0.40％，Mn：2.00％～3.00％，Si：0.30％～2.00％，Al：0.6％～6.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，N≤0.005％，Ti：0.020％～0.150％，Ca：0.005％～0.150％，Mg：0.002％～0.150％，其中Al/Si：2.0～10.0；C/Ti：2.0～10.0；Ca+Mg：0.05～0.20％；余量为Fe和不可
避免的杂质。
[0008]所述钢的显微组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体组织；按体积百分比计如下：5％～20％铁素体，50％～90％马氏体，4％～15％残余奥氏体。
[0009]所述钢屈服强度≥1000MPa，抗拉强度≥1500MPa，A50断后伸长率≥11％，扩孔率≥20％；满足汽车的低成本和优异延展和成形性能的要求。
[0010]本专利技术成分设计理由如下：
[0011]C：碳元素通过固溶强化来保障钢材的强度要求，足量的碳元素有助于稳定奥氏体，进而改进了钢材的成形性能。C元素含量过低，不能获得本专利技术中钢材的力学性能；含量过高会使钢材脆化，存在延迟断裂风险。因此，本专利技术中将C元素的含量控制为0.20％～0.40％。
[0012]Mn：锰元素是钢中的奥氏体稳定元素，可以扩大奥氏体相区，降低钢的临界淬火速度，同时，还可以细化晶粒，有助于固溶强化来提高强度。Mn元素含量过低，过冷奥氏体不够稳定，降低钢板的塑性和韧性等加工性能；Mn元素含量过高，会导致钢板焊接性能变差，且生产成本上升，不利于工业化生产。因此，本专利技术中将Mn元素含量控制为2.00％～3.00％。
[0013]Si：硅元素在铁素体中具有一定的固溶强化作用，确保钢材具有足够的强度，同时，Si还可以抑制残余奥氏体分解和碳化物析出，减少钢中的夹杂。Si元素含量过低，起不到强化的作用；Si元素含量过高，会降低钢板的表面质量以及焊接性能。因此，本专利技术中将Si元素的含量控制为0.30％～2.00％。
[0014]Al：铝元素有助于钢液脱氧。还可以抑制残余奥氏体分解和碳化物析出，并加速贝氏体转变来提高协调变形能力。Al元素含量过高，不仅会提高生产成本，还会导致连铸生产困难等。因此，本专利技术中将Al元素含量的范围控制在0.6％～6.00％，其中Al/Si：2.0～10.0。
[0015]P：P元素是钢中的有害元素，严重降低钢材的塑性及变形性能，其含量越低越好。考虑到成本，本专利技术中将P元素含量控制在P≤0.01％。
[0016]S：S元素是钢中的有害元素，严重影响钢材的成形性，其含量越低越好。考虑到成本，本专利技术中将S元素含量控制在S≤0.01％。
[0017]N：N元素是钢中的有害元素，严重影响钢材的综合性能，其含量越低越好。考虑到成本，本专利技术中将N元素含量控制在N≤0.005％。
[0018]Ti：微合金化元素Ti通过细晶强化和析出强化来提高材料的综合性能，为了控制生产成本，本专利技术中将Ti元素含量控制在0.020％～0.150％，且满足C/Ti：2.0～10.0。
[0019]Ca：少量钙元素的添加是因为Ca元素价格低廉，将其加入母合金中可用作脱氧剂和孕育剂，起到微合金化作用进而可以显著细化晶粒，提高钢材塑性和焊接性能等综合性能；同时Ca元素具有良好的脱硫效果，可改变非金属夹杂物的成分、数量和形态，能改善抗氢致裂纹性能和抗层状撕裂性能，可延长零件的使用寿命。为了控制生产成本，本专利技术中将Ca元素含量控制在0.005％～0.150％。
[0020]Mg：镁元素在钢铁中是一种良好的脱氧剂、脱硫剂和球化剂，Mg能使钢中夹杂物数量减少、尺寸变小、分布均匀、形态改善。微量镁能改善DH钢的碳化物尺寸及分布，促进碳化物颗粒细小均匀。为了控制生产成本，本专利技术中将Mg元素含量控制在0.002％～0.150％，且满足Ca+Mg：0.05～0.20％。
[0021]本专利技术技术方案之二是提供一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢的制备方法，包括转炉冶炼、中薄板坯连铸连轧、酸洗冷轧、连续退火、光整；
[0022]转炉冶炼：通过转炉进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢，其特征在于，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.20％～0.40％，Mn：2.00％～3.00％，Si：0.30％～2.00％，Al：0.6％～6.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，N≤0.005％，Ti：0.020％～0.150％，Ca：0.005％～0.150％，Mg：0.002％～0.150％，其中Al/Si：2.0～10.0；C/Ti：2.0～10.0；Ca+Mg：0.05～0.20％；余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢，其特征在于，所述钢的显微组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体组织；上述组织按体积百分比计如下：铁素体5％～20％，马氏体50％～90％，残余奥氏体4％～15％。3.根据权利要求1所述的一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢，其特征在于，所述钢屈服强度≥1000MPa，抗拉强度≥1500MPa，A50断后伸长率≥11％，扩孔率≥20％。4.一种权利要求1
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3任一项所述的一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢的制备方法，包括转炉冶炼、中薄板坯连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞坤，张南，郭金宇，林利，刘仁东，孙树华，徐荣杰，孟静竹，张峰，李侠，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：