一種高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶及其制造方法技術(shù)

一種高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶及其制造方法，其成分重量百分比為：C：0.15-0.35％，Si：1.0-2.0％，Mn：1.6-2.6％，Mo：0.1-0.4％，P≤0.02％，S≤0.004％，N≤0.005％，Nb：0.015-0.04％，Ti：0.02-0.06％，Al：0.015-0.045％，B：0.0003-0.001％，且，B≥P％/30，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。本發(fā)明專利技術(shù)冷軋超高強鋼板(帶)抗拉強度≥980MPa，高延性(延伸率≥15％)，當(dāng)抗拉強度為1400MPa時延伸率≥10％，高擴孔率(擴孔率≥40％)，性能均衡，其厚度范圍0.8-2.3mm之間。

Cold rolled ultra-high strength steel plate and strip with high formability and manufacturing method thereof

A high formability of ultra high strength cold rolled steel plate, steel strip and its manufacturing method, the component weight percentage: C:0.15-0.35%, Si:1.0-2.0%, Mn:1.6-2.6%, Mo:0.1-0.4%, P = 0.02%, S = 0.004%, N = 0.005%, Nb:0.015-0.04%, Ti:0.02-0.06%, Al:0.015-0.045%, B:, 0.0003-0.001%, and B, more than P%/30, others are Fe and inevitable impurities. The invention of cold rolled ultra high strength steel plate (belt) tensile strength more than 980MPa, high ductility (elongation is larger than 15%), when the tensile strength 1400MPa elongation is more than 10%, high rate (reaming Reaming rate greater than 40%), the balance of performance, the thickness range of 0.8-2.3mm.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶及其制造方法，該冷軋鋼板或鋼帶不僅具有較好的延伸率還有相當(dāng)好的擴孔性能，特別適用汽車車身結(jié)構(gòu)件的制造。
技術(shù)介紹
汽車工業(yè)出于減重的需要，要求使用更高強度的鋼板。其中，超高強度雙相鋼越來越成為汽車制造業(yè)的首選，因為這種先進高強鋼，能有效減輕汽車車身重量，提高安全性。高強鋼板在汽車制造過程中，不僅僅需要好的延伸率，同時對于局部成形能力要求很高，也即對擴孔率和彎曲性能要求較高。傳統(tǒng)的冷軋雙相鋼，具有較低的屈強比，具備了一定的拉延成形能力，但由于局部成形性不足在制造包含彎曲和擴孔等變形方式的高強鋼部件時，容易發(fā)生局部裂紋，從而影響整個零件的沖壓效果，導(dǎo)致報廢。文獻研究表明，當(dāng)雙相鋼擴孔率和彎曲性能偏低時，往往不能適應(yīng)較為苛刻的成形條件，應(yīng)用領(lǐng)域受到較大限制。高強度雙相鋼中一般含有較高的碳和合金元素，但較高的碳和合金元素容易導(dǎo)致鑄造過程中發(fā)生成分偏析，造成后續(xù)的材料由于成分和組織的不均勻，造成局部變形能力下降，擴孔率和冷彎性差。鋼中帶狀組織沿軋向分布，容易成為微觀裂紋源，進一步降低鋼的局部成形能力。鋼的帶狀組織主要是成分偏析引起的，偏析則發(fā)生于鋼水凝固過程中，首先析出凝固的鋼水成分和后續(xù)析出的成分含量不一樣，鋼水中的合金元素濃度會越來越高，最終造成凝固的組織中先凝固的部分和后凝固的部分合金元素含量差別非常大。成分偏析的區(qū)域在熱軋過程中被變形拉>長，最終形成帶狀組織。帶狀組織通常含有高的合金元素，并且由于這些合金元素擴散困難，很難消除，合金元素的富集吸引碳也富集在同樣區(qū)域，造成雙相鋼淬火后形成呈帶狀分布的又硬又脆的馬氏體，對局部變形性能危害較大，擴孔性能和冷彎性能均較低，成形過程中容易發(fā)生開裂。提高組織均勻性，提高高強雙相鋼的局部成形性是獲得均衡型雙相鋼的關(guān)鍵。美國專利US20050167007A1介紹了一種高強度鋼板的制造方法，其化學(xué)成分為：0.05-0.13％C0.5-2.5％Si0.5-3.5％Mn0.05-1％Cr，0.05-0.6％Mo，≤0.1％Al，≤0.005％S，≤0.01％N，≤0.03％P，添加0.005-0.05％Ti或者0.005-0.05％Nb或者0.005-0.2％V。該鋼經(jīng)Ar3溫度以上熱軋，450-700℃卷取，退火后以100℃/s的冷速從700-600℃冷卻淬火，然后在180-450℃之間回火。最終得到抗拉強度780Mpa的擴孔率高于50％的高強鋼。日本專利特開平11-350038介紹一種延性和成形性好的980MPa的鋼，其成分設(shè)計為，C：0.1-0.15％，Si：0.8-1.5％，Mn：1.5-2.0％，P：0.01-0.05％，S≤0.005％，SolAl：0.01-0.07％，N：≤0.01％，Nb：0.001-0.02％，V：0.001-0.02％，Ti：0.001-0.02％中的一種或以上。碳當(dāng)量＝(C+Mn/6+Si/24)＝0.4-0.52，在Ar3以上熱軋，500-650℃卷取，在Ac1-AC3之間保溫，冷卻到580-720℃，快冷到室溫后，在230-300℃過時效。中國專利號200810119823.0介紹的一種980MPa雙相鋼的制造方法，C：0.14-0.21％，Si：0.4-0.9％，Mn：1.5-2.1％，P：≤0.02％，S≤0.01％，Nb：0.001-0.05％，V：0.001-0.02％，經(jīng)熱軋冷軋后，在760-820℃間保溫，冷速40-50℃/s，在240-320℃過時效180-300s。以上專利多涉及980Mpa級別的高強鋼，有的專利技術(shù)為普通的雙相鋼，特點是低屈服和適中的延伸率，具有拉延性能不錯的優(yōu)點；有專利技術(shù)為較高的擴孔率，但在獲得高的擴孔率的同時，采用了較高的屈強比設(shè)計，拉延性能不足，擴孔率雖很高，但由于拉延性能不足，不適于有較高拉延要求的成形，其性能也不屬于性能均衡的范疇。高強度鋼許多的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)有阅芎蛿U孔性能均有較高的要求，如果僅僅拉延性能好，而擴孔性能不好，或者擴孔性能好，而拉延性能不好，則其應(yīng)用領(lǐng)域就比較有局限性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶及其制造方法，該冷軋超高強鋼板、鋼帶的抗拉強度≥980MPa，強塑積即抗拉強度×延伸率≥17000，擴孔率≥45％，性能均衡，其厚度范圍0.8-2.3mm之間。該鋼的特點是組織分布均勻，各相之間硬度差別小，鋼中的主要組織為鐵素體、貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體。鋼中的貝氏體無碳化物析出，或者只在貝氏體內(nèi)部有細小的碳化物析出，無界面碳化物析出。性能方面和同級別的其它冷軋鋼板相比，延伸率更高或擴孔率更好或屈強比更低，即，具有更為均衡的力學(xué)性能，特別適用于各類汽車安全件的成形。為達到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：本專利技術(shù)鋼針對高強度鋼成形既需要良好的拉延性能又需要良好的擴孔性能的特點，通過適當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計和工藝設(shè)計，能得到較高的延伸率、較低的屈強比和擴孔率的優(yōu)良綜合力學(xué)性能，和現(xiàn)有同級別鋼種相比，至少在一種特性方面明顯占優(yōu)，故具有性能均衡的優(yōu)點。本專利技術(shù)采用和通常980MPa級高強鋼相比更高的含碳量設(shè)計+高Si含量設(shè)計，和通常980MPa級高強鋼相當(dāng)或略高的Mn含量設(shè)計。C、Si、Mn的設(shè)計構(gòu)成了本專利技術(shù)成分設(shè)計的基礎(chǔ)：由于C含量顯著高于一般的980MPa級高強鋼，在Si、Mn和工藝的共同作用下，容易獲得更高的殘余奧氏體，從而獲得更高的延伸率。同時高硅的設(shè)計，配合合理的工藝，不僅有利于更多殘余奧氏體的獲得，還有利于C從貝氏體中擴散到奧氏體中去，從而降低貝氏體的的含碳量，從而有利于獲得貝氏體內(nèi)部無碳化物析出或者只有細小碳化物析出，邊界沒有碳化物析出。殘余奧氏體的大量存在，有利于C從馬氏體中向奧氏體中擴散，既提高了殘余奧氏體穩(wěn)定性，又降低了馬氏體的含碳量，降低了馬氏體的硬度，愈加對拉延性能和擴孔性能有利。采用適中的錳含量，以保證淬火性能，和碳元素一起，構(gòu)成鋼的強度的主要保證，同時如此設(shè)計范圍的Mn和如此設(shè)計的Si、C，可以促進奧氏體的擇優(yōu)形成，進一步增加奧氏體的含量，有利于延性的提高。在如此高C、高Si和Mn含量的設(shè)計下，可以獲得極低的屈強比、高的延伸率，但較低的擴孔率。為了最終獲得本專利技術(shù)鋼低屈服、高延伸和高擴孔率的均衡性性能。本專利技術(shù)鋼中還添加Mo、B、Ti、Nb等合金元素和微合金元素。添加鉬元素，一方面提高鋼的強度，另一方面在熱軋工序利用設(shè)計的工本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶，其成分重量百分比為：C：0.15?0.35％，Si：1.0?2.0％，Mn：1.6?2.6％，Mo：0.1?0.4％，P≤0.02％，S≤0.004％，N≤0.005％，Nb：0.015?0.04％，Ti：0.02?0.06％，Al：0.015?0.045％，B：0.0003?0.001％，且，B≥P％/30，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶，其成分重量百分比為：C：0.15-0.35％，Si：1.0-2.0％，Mn：1.6-2.6％，Mo：0.1-0.4％，P≤0.02％，S≤0.004％，N≤0.005％，Nb：0.015-0.04％，Ti：0.02-0.06％，Al：0.015-0.045％，B：0.0003-0.001％，且，B≥P％/30，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶，其特征是，其成分重量百分比為：C：0.17-0.32％，Si：1.2-1.8％，Mn：1.8-2.5％，Mo：0.15-0.4％，P：≤0.012％，S：≤0.002％，N：≤0.005％，Nb：0.015-0.04％，Ti：0.02-0.06％，Al：0.015-0.045％，B：0.0003-0.001％，并且B≥P％/30，其余Fe和不可避免雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶，其特征是，還包括Zr：0.005-0.015％，重量百分比計。
4.如權(quán)利要求1或2所述的高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶，其特征是，所述冷軋超高強鋼板、鋼帶的抗拉強度≥980MPa，強塑積即抗拉強度×延伸率≥17000，擴孔率≥45％。
5.如權(quán)利要求1～4任一項所述的高成形性的冷軋超高強度鋼板、鋼帶，其特征是，所述冷軋超高強鋼板、鋼帶的組織特點是：鐵素體晶粒直徑≤10微米，主要組織為鐵素體、貝氏體、馬氏體及體積百分數(shù)10％以下殘余奧氏體。
6.如權(quán)利要求1或2所述的高成形性的冷軋超高強度鋼板帶的制造方法，其特征是，包括如下步驟：
1)冶煉、鑄造
按權(quán)利要求1或2的成分冶煉、鑄造，連鑄坯采用快速冷卻，每公斤鋼的噴水量≥0.65升水，噴水終止溫度≤800℃；
2)熱軋
采用1100-1250℃加熱，0.6小時以上的保溫時間，通過Ar3以上溫度熱軋，軋后首先空冷，在700-800℃之間保持緩冷狀態(tài)5s以上，然后快速冷卻，卷取溫度500～600℃；
3)冷軋：40-65％壓下...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱曉東，李偉，薛鵬，
申請(專利權(quán))人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31