本發(fā)明屬于汽車用鋼制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁硅鍍層的1180mpa級復相鋼板及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著汽車工業(yè)對于輕量化、安全性等要求的日益嚴苛，汽車新車型中先進高強鋼使用比例持續(xù)增加。在“超輕鋼車體—先進車概念”項目所設計的車身結(jié)構(gòu)中，以抗拉強度為1000mpa的高強鋼所占的比例最大，占汽車車身重量的29％～30％左右。1000mpa以上高強鋼，主要包括雙相鋼、馬氏體鋼、復相鋼、第三代高強鋼等。其中復相鋼具有高強度、良好翻邊性能的特點，適應于汽車零部件成型工藝中的輥壓成型。復相鋼具有較高的能量吸收能力、良好的力學性能、成型性能及焊接性能，廣泛應用于汽車底盤懸掛件，b柱，保險杠，座椅滑軌等零件的生產(chǎn)，具有廣闊的市場前景。當前國際上工業(yè)生產(chǎn)的復相鋼強度級別主要在800mpa以下，少數(shù)復相鋼強度可以達到1000mpa，更高強度的復相鋼如1180mpa強度級別鮮有報道。此外，汽車車身結(jié)構(gòu)件大多數(shù)要求較高的表面質(zhì)量和耐腐蝕性能，因此在保證鋼板良好性能的同時鋼板一般采用鍍層的方式達到表面性能的要求。目前，市場上冷成型鋼板通常采用熱鍍鋅的方式獲得鍍層，而關(guān)于鋁硅鍍層的超高強冷成型鋼則較少，也亟需一種與冷成型高強鋼熱處理制度相匹配新的熱鍍方式。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種鋁硅鍍層的1180mpa級復相鋼板及其制備方法，通過工藝的巧妙設計和鋁硅液的合理控制，實現(xiàn)了一種同時兼顧優(yōu)異力學性能和擴孔性能的高表面質(zhì)量復相鋼。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種鋁硅鍍層的1180mpa級復相鋼板，基板化學成分按重量百分比計為：c?0.09％～0.14％、si?0.1％～0.6％、mn?2.0％～2.8％、cr?0.2％～0.6％、2.4％≤mn+cr≤3.4％、mo?0.1％～0.4％、1/3≤mo/cr≤2/3、p≤0.02％、s≤0.005％、ti?0.01％～0.05％、nb0.01％～0.05％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

4、本發(fā)明合金設計的理由如下：

5、c：c元素是低碳鋼的強化元素，也是影響鋼中馬氏體相變和貝氏體相變的重要元素，其中c含量過高會降低馬氏體相變溫度從而影響馬氏體組織的含量，且c元素含量過高會抑制貝氏體相變，增加鋼板組織中各相的硬度差，導致鋼板的擴孔性能下降，同時會給冶煉和焊接帶來困難，c元素含量過低則很難使鋼板達到1180mpa，因此，本發(fā)明要求c元素控制為0.09％～0.14％。

6、si：si主要起到強化鐵素體的作用，但si含量過高會在過時效階段抑制滲碳體析出，導致形成殘余奧氏體或高硬度的馬氏體，不利于鋼板的擴孔性能。因此，本發(fā)明中將si元素的含量控制為0.1％～0.6％。

7、mn/cr：mn和cr為奧氏體穩(wěn)定元素，對高強鋼固溶強化作用明顯，能顯著提高鋼的淬透性，有固溶強化和細化鐵素體晶粒的作用，能夠顯著推遲珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變，提高鋼的強度，是除c外主要的強化元素。由于c含量固定為0.11％左右，為了鋼板強度達到1180mpa，控制mn+cr含量主要在2.4％～3.4％之間。此外，mn含量過高會造成鋼板中出現(xiàn)偏西現(xiàn)象影響鋼板性能，且mn+cr含量過低擔心鋼板強度不足，過高會降低擴孔性能。因此，本發(fā)明要求cr元素含量控制為0.2％～0.6％。

8、mo：mo元素可以有效地提高鋼板地淬透性，且一般和cr復合添加效果較好，然而mo地添加會顯著增加成本，因此本發(fā)明要求mo含量控制為0.05％～0.4％，且要求其含量為cr的1/3～2/3。

9、ti：ti在可以捕捉鋼中游離的n原子，起到固n的作用。同時tin可在凝固過程中析出，起到釘扎晶界的作用，ti(c,n)熱軋階段析出起到釘扎原奧氏體晶界，細化原奧氏體晶粒的作用。同時少量ti析出在連續(xù)退火階段析出，起到強化鐵素體、貝氏體的作用，但添加過多的ti效果有限且增加成分。因此，本發(fā)明中將ti元素含量控制為0.01％～0.05％。

10、nb：nb元素在鋼中主要以固溶形式存在，具有溶質(zhì)原子拖拽作用阻礙晶界遷移，從而達到細化晶粒的作用，提升鋼板的強度。因此，本發(fā)明將nb元素含量控制在0.01～0.05％。

11、p：p元素是鋼中的有害元素，其含量越低越好?？紤]到成本，本發(fā)明中將p元素含量控制在p≤0.02％。

12、s：s元素是鋼中的有害元素，其含量越低越好?？紤]到成本，本發(fā)明中將s元素含量控制在s≤0.005％。

13、所述鋼板的抗拉強度在1180mpa以上，屈服強度大于900mpa，延伸率≥10％，擴孔率≥50％。

14、所述鋼板組織包括鐵素體、貝氏體和馬氏體，以平面面積法統(tǒng)計，鐵素體含量在5％～40％，貝氏體含量≥20％，馬氏體含量在10％～50％之間。

15、一種鋁硅鍍層的1180mpa級復相鋼板的制備方法，包括冶煉、熱軋、酸洗、冷軋、連續(xù)退火鍍鋁硅、光整一系列工序；具體方法包括：

16、1)冶煉：通過轉(zhuǎn)爐進行冶煉，得到上述范圍內(nèi)的合金成分。

17、2)熱軋：加熱溫度在1200～1260℃之間，保證ti原子析出行為，對鋼板起到良好的固n效果，以及保證ti(c，n)的析出，起到釘扎原奧氏體晶界，細化原奧氏體晶粒的作用；開軋溫度在1100～1150℃之間，終軋溫度在900℃以上，保證再結(jié)晶區(qū)的軋制溫度，促進原奧氏體晶粒在熱軋階段的動態(tài)再結(jié)晶行為；卷取溫度在570～680℃之間，防止卷取溫度過低加大冷軋難度。熱軋鋼板厚度在2.8～4.0mm之間。

18、3)酸洗：去除熱軋表面所生成的氧化鐵皮，保證冷軋鋼板表面質(zhì)量。

19、4)冷軋：冷軋壓下率為50％～58％，保證冷軋50％以上軋制壓下量；促進冷軋組態(tài)中的組織纖維化；同時，防止冷軋壓下率過高，導致變形抗力過大，難以軋制到目標厚度。

20、5)連續(xù)退火鍍鋁硅：

21、①將帶鋼加熱至等溫溫度820～880℃，等溫時間在80～150s；該限定溫度和時間保證帶鋼的冷軋變形組織發(fā)生回復再結(jié)晶，并處于鐵素體和奧氏體兩相區(qū)，同時使鐵素體中的c元素擴散至奧氏體，且保證各元素在相區(qū)內(nèi)均勻分布。

22、②然后將帶鋼降溫至緩冷溫度650～700℃，緩冷冷速控制在0.5～5℃/s；在此過程中，帶鋼中奧氏體進一步形成鐵素體，使奧氏體內(nèi)的c元素進一步富集，同時調(diào)節(jié)鋼中鐵素體的含量。

23、③緩冷后帶鋼浸入鋁硅液進行鋼板表面鍍層，鋁硅鍍液溫度為650～700℃，鍍鋁硅時間為3～10s；帶鋼在與緩冷溫度范圍一致的鋁硅鍍液中進行熱鍍可以進一步調(diào)整鋼中鐵素體的含量，使鐵素體含量達到5％～40％；同時該限定鋁硅鍍液溫度可以使鍍液具有一定的流動性從而保證鍍層的均勻獲得。

24、④鍍鋁硅后以大于10℃/s的快冷速率冷卻至時效溫度300～420℃，過時效時間為200～650s，隨后以大于2℃/s的冷卻速率降至室溫；大于10℃/s的快冷速率是為了使帶鋼獲得10％～50％的馬氏體，而300～420℃的時效溫度和200～650s過時效時間可以保證帶鋼中剩余的過冷奧氏體發(fā)生完全的貝氏體相變，獲得≥20％的貝氏體組織，同時生成的馬氏體發(fā)生回火反應而降低馬氏體組織的硬度，從而減少組織間的硬化差有利于擴孔性能的提升。

25、⑤最后帶鋼板進入光整機進行板形調(diào)整，光整延伸率控制在0.1％～0.8％。

26、所述的鋁硅液成分為：al含量88％～93％，si含量7％～12％。

27、其機理在于：首先在奧氏體區(qū)或兩相區(qū)退火得到合適比例的鐵素體和原奧氏體；緩冷至650～700℃進行熱鍍鋁硅，再冷卻至300～420℃等溫獲得馬氏體/貝氏體組織。由于熱鍍鋁硅在緩冷階段，因此本發(fā)明過時效階段的時間可以根據(jù)相變需要靈活調(diào)控，打破了熱鍍鋅冷成型鋼板必須高溫短時過時效的限制，能夠使貝氏體轉(zhuǎn)變充分，有利于復相鋼的擴孔性能和力學性能。

28、本發(fā)明鋼板最終組織構(gòu)成為鐵素體(5％～40％)+貝氏體(≥20％)+馬氏體(10％～50％)，鋼板表面為鋁硅鍍層?？梢?，本發(fā)明采用新穎的熱涂鍍工藝與熱處理工藝相匹配，得到的新型冷成型復相鋼抗拉強度1180mpa以上，屈服強度大于900mpa，延伸率大于10％，擴孔值50％以上，實現(xiàn)了鋼板的良好強塑性和成型性。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

30、1)本發(fā)明的鋼材化學成分主要以c、mn為主要元素，無明顯貴重合金，同時c含量低于0.14％，有利于生產(chǎn)及應用過程中的激光焊接及電阻點焊；

31、2)本發(fā)明采用新穎的熱鍍鋁硅方法實現(xiàn)復相鋼高表面質(zhì)量，并巧妙地在緩冷階段進行熱鍍鋁硅，完美地與熱處理制度相匹配，打破了熱鍍鋅鋼板必須高溫短時過時效的限制，能夠使貝氏體轉(zhuǎn)變充分，有利于復相鋼的擴孔性能和力學性能；

32、3)本發(fā)明通過低成本的合金設計以及巧妙工藝設計，實現(xiàn)了鋼板的良好強塑性和成型性。