本發(fā)明屬于汽車(chē)用鋼制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁硅鍍層1200mpa高成形性復(fù)相鋼及制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，高強(qiáng)鋼在車(chē)身應(yīng)用比例逐漸增加來(lái)降低車(chē)身重量，以減少能源消耗。在眾多高強(qiáng)鋼中，復(fù)相鋼有高的翻邊性能用于輥壓成形復(fù)雜零件生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于b柱，座椅滑軌，底盤(pán)懸掛件等。隨著汽車(chē)使用年限延長(zhǎng)，對(duì)汽車(chē)零件的耐蝕性提出更高的要求。目前，高的耐蝕性復(fù)相鋼通常在表面鍍鋅或者鋅鋁鎂，以此達(dá)到耐蝕目的。隨著鋅資源日益減少且在焊接過(guò)程中鋅原子進(jìn)入基體會(huì)產(chǎn)生金屬液態(tài)脆化而使零件失效。因此，在保證力學(xué)性能與局部翻遍性能不降低情況下，大幅提高冷軋復(fù)相鋼的耐蝕性能是提高復(fù)相鋼附加值重要研究方向。

2、公開(kāi)號(hào)為201811621827.9的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種抗拉強(qiáng)度1200mpa級(jí)冷軋復(fù)相鋼及其制造方法，在成分設(shè)計(jì)上采用低碳當(dāng)量設(shè)計(jì)，在帶鋼退火工藝上，加熱到760～830℃，緩冷至670～730℃，在240～280℃等溫過(guò)時(shí)效，所述鋼板力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度1200mpa以上，屈服強(qiáng)度900mpa以上，斷后延伸率5％以上。該專利中未涉及擴(kuò)孔性能且為冷軋產(chǎn)品，未涉及表面鍍層。

3、公開(kāi)號(hào)為202110680950.3的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種1200mpa級(jí)增強(qiáng)成形復(fù)相鋼及其制備方法，所述增強(qiáng)成形復(fù)相鋼化學(xué)成分組成：c：0.21-0.24％、si:1.0-1.4％、mn:2.1-2.6％、p≤0.01％、s≤0.005％、cr:0.4-0.7％、nb:0.02-0.04％、強(qiáng)化元素、其余為fe及不可避免雜質(zhì)。所述復(fù)相鋼屈服強(qiáng)度為951～1148mpa,抗拉強(qiáng)度1201～1344mpa,斷后延伸率6～10％，擴(kuò)孔率為40～59％。該專利所述產(chǎn)品為冷軋產(chǎn)品，未涉及表面鍍層。

4、公開(kāi)號(hào)為202110695244.6的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種980mpa級(jí)鍍鋅復(fù)相鋼及其制備方法，所述鍍鋅復(fù)相鋼化學(xué)成分：c：0.1～0.12％，si:05～1.0％，mn:2.0～2.5％，alt:0.03～0.1％，ti:0.03～0.04％，p≤0.01％，s≤0.01％，n≤0.04％，余量為fe和微量元素。所述復(fù)相鋼的抗拉強(qiáng)度大于980mpa，屈服強(qiáng)度大于780mpa，a50延伸大于14％，該專利所述產(chǎn)品為熱鍍鋅產(chǎn)品，在焊接過(guò)程中有液態(tài)金屬脆化現(xiàn)象；對(duì)于更高強(qiáng)度零部件生產(chǎn)，此鋼板難以滿足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上現(xiàn)有問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋁硅鍍層1200mpa高成形性復(fù)相鋼及其制備方法，通過(guò)巧妙的工藝設(shè)計(jì)和鋁硅鍍液成分設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一種兼顧良好延伸率與擴(kuò)孔性能，高表面質(zhì)量的高成形性復(fù)相鋼。

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

3、一種鋁硅鍍層1200mpa高成形性復(fù)相鋼，基板化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為：c0.18％～0.22％、si?0.4％～0.8％、mn?2.0％～2.4％、p≤0.02％、s≤0.006％、mo?0.2％～0.5％、cr?0.3％～0.5％、ti?0.03％～0.06％、cu?0.03％～0.06％，其中：0.6％≤mo+cr≤0.9％，余量為fe和不可避免雜質(zhì)鋼材抗拉強(qiáng)度1200mpa以上，屈服強(qiáng)度在950～1150mpa，延伸率≥12％，擴(kuò)孔率≥50％。

4、以平面面積法統(tǒng)計(jì)，鋼中組織包括：臨界區(qū)鐵素體為13％～17％，外延鐵素體為11％～15％；貝氏體含量35％～42％；馬氏體含量18％～25％；殘余奧氏體含量5％～10％。

5、本發(fā)明合金設(shè)計(jì)理由如下：

6、c：碳是最經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)化元素，保證鋼板強(qiáng)度，可使材料強(qiáng)度級(jí)別達(dá)到1200mpa級(jí)。同時(shí)保證鋼中有5％～10％的殘余奧氏體，增強(qiáng)復(fù)相鋼成形性能。但過(guò)高的含碳量會(huì)抑制貝氏體轉(zhuǎn)變，增加各相硬度差；過(guò)低的含碳量使鋼板的中過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性差，難以在室溫保存。因此本發(fā)明控制c含量為0.18％～0.22％。

7、si：硅能固溶于鐵素體，起強(qiáng)化鐵素體的作用，si有助于將c排進(jìn)奧氏體中，增加過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性。但過(guò)高的si含量會(huì)在過(guò)時(shí)效階段抑制滲碳體析出，形成高硬馬氏體相，不利于鋼板的擴(kuò)孔性能。因此本發(fā)明控制si含量為0.4％～0.8％。

8、mn：錳是奧氏體穩(wěn)定元素，對(duì)高強(qiáng)鋼有明顯固溶強(qiáng)化作用，能顯著提高鋼的淬透性，在冷卻過(guò)程中推遲珠光體轉(zhuǎn)變，是碳除外主要的強(qiáng)化元素。當(dāng)錳含量過(guò)低時(shí)，殘余奧氏體穩(wěn)定性差；而錳含量過(guò)高會(huì)與s形成mns夾雜，引起鋼的熱脆，惡化材料的加工性能。因此本發(fā)明控制mn含量為2.0％～2.4％。

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

10、s：硫元素是鋼中的有害元素，其含量越低越好。考慮到成本，本發(fā)明中將s元素含量控制在s≤0.006％。

11、mo：鉬是提高淬透性元素，可推遲珠光體轉(zhuǎn)變，促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變，有利于提高復(fù)相鋼強(qiáng)度與成形性。過(guò)多的mo元素會(huì)在鐵素體中偏聚，惡化延展性，mo元素成本較高，因此本發(fā)明控制mo含量為0.2％～0.5％。

12、cr：鉻是提高淬透性元素，從而保證鋼獲得足夠量的馬氏體保證強(qiáng)度，cr為鐵素體區(qū)擴(kuò)大元素，cr元素過(guò)多會(huì)縮小兩相區(qū)，使退火溫度提高。因此本發(fā)明控制cr含量為0.3％～0.5％。

13、ti：鈦?zhàn)鳛殇撝刑砑游⒑辖鹪?，能與鋼中c、n原子結(jié)合形成細(xì)小彌散的析出相tic、tin，如提高鋼材強(qiáng)度。但過(guò)多的析出長(zhǎng)大會(huì)降低材料的成形性能，因此本發(fā)明控制ti含量為0.03％～0.06％。

14、cu：銅具有很好時(shí)效強(qiáng)化能力，納米級(jí)cu析出物可有效強(qiáng)化鐵素體，帶鋼在退火時(shí)效保溫階段，cu可有效的產(chǎn)生時(shí)效強(qiáng)化效果且可阻止tic、tin粗化。此外，cu配合cr及mo添加，一定程度上提高鋼板抗腐蝕性能。但過(guò)量的cu會(huì)增加鋼的脆性，在冷軋軋制時(shí)邊裂嚴(yán)重，因此本發(fā)明控制cu含量為0.03％～0.06％。

15、一種鋁硅鍍層1200mpa高成形性復(fù)相鋼的制備方法，包括：冶煉、熱軋、酸洗、冷軋、連退、光整一系列工序；具體包括如下步驟：

16、1)冶煉：通過(guò)轉(zhuǎn)爐進(jìn)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1220～1250℃之間，保證ti原子析出行為，對(duì)鋼板有良好固n效果。此階段ti(c,n)的析出，可有效釘扎原始奧氏體晶界，有細(xì)化原始奧氏體晶界作用。粗軋溫度在1100～1150℃，在此溫度范圍內(nèi)促進(jìn)奧氏體晶粒動(dòng)態(tài)回復(fù)，促進(jìn)精軋階段奧氏體再結(jié)晶。精軋溫度1050～1100℃，此階段應(yīng)變誘導(dǎo)析出ti(c,n),釘扎原始奧氏體晶界，細(xì)化晶粒作用。卷曲溫度在600～650℃，卷曲組織為鐵素體+貝氏體，卷曲溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生塌卷，卷曲溫度低會(huì)造成冷軋困難。最終熱軋板厚度為2.8～3.2mm。

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。酸洗溫度75～90℃。

19、4)冷軋：冷軋壓下率為50％～60％，保證冷軋50％以上軋制壓下量，促進(jìn)冷軋組態(tài)中的組織纖維化，增加儲(chǔ)能；同時(shí)，防止冷軋壓下率過(guò)高，導(dǎo)致變形抗力過(guò)大，難以軋制到目標(biāo)厚度。

20、5)連退：

21、a)加熱溫度在800～870℃，等溫時(shí)間90～150s，緩冷溫度670～700℃，緩冷速度控制2～6℃；

22、b)鍍鋁硅：緩冷后在670～700℃等溫3～10s后浸入鋁硅液對(duì)鋼板表面浸鍍；

23、后浸入鋁硅液對(duì)鋼板表面浸鍍；

24、c)鍍鋁硅后以大于25℃/s的冷卻速度，冷卻到320～350℃保溫，保溫時(shí)間為350～500s，隨后以大于10℃/s的冷卻速度冷卻到室溫。

25、其機(jī)理在于：加熱到800～870℃，組織大部分奧氏體組織或者全奧氏體組織，得到一定比例臨界區(qū)鐵素體和奧氏體。加熱溫度過(guò)高，奧氏體晶粒長(zhǎng)大，影響鋼材的性能；加熱溫度過(guò)低，奧氏體化程度低，在后續(xù)冷卻過(guò)程中難以得到足夠量的馬氏體，使鋼材強(qiáng)度難以保證。緩冷至670～700℃進(jìn)行鍍鋁硅，此過(guò)程生成一定量鐵素體。由于熱鍍鋁硅在緩冷階段，因此本發(fā)明過(guò)時(shí)效階段的溫度可以根據(jù)相變點(diǎn)進(jìn)行靈活調(diào)控，打破了傳統(tǒng)熱鍍鋅鋼板必須高溫短時(shí)過(guò)時(shí)效的限制，能夠使貝氏體轉(zhuǎn)變充分，有利于提升復(fù)相鋼的擴(kuò)孔性能。鍍鋁硅后以大于25℃/s的冷卻速度，冷卻到320～350℃間保溫，此過(guò)程獲得一定量的貝氏體/馬氏體。若溫度低于320℃，組織中貝氏體鐵素體含量較低，馬氏體含量高，殘余奧氏體穩(wěn)定性差，在隨后的冷卻過(guò)程中殘余奧氏體發(fā)生相變，使材料延伸率降低；若溫度高于350℃，組織中貝氏體鐵素體含量高，馬氏體含量低，材料的強(qiáng)度無(wú)法保證1200mpa級(jí)。保溫一定時(shí)間是促進(jìn)組織中元素平衡以及貝氏體鐵素體中c原子向過(guò)冷奧氏體中擴(kuò)散，增加過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性，能在接下來(lái)冷卻不發(fā)生相變。

26、6)光整：鋼板進(jìn)入光整機(jī)進(jìn)行光整機(jī)進(jìn)行板形調(diào)整，光整延伸率在0.2％～0.4％。鋼板上下表面粗糙度為0.8～1.5μm。

27、光整是使帶鋼表面獲得適宜表面粗糙度的一種手段，合適的粗糙度范圍有助于后續(xù)鋼板涂裝工序。平整延伸率過(guò)小，帶鋼表面粗粗糙??；平整延伸率大，帶鋼表面粗糙度大，此外，過(guò)大的平整延伸率會(huì)使殘余奧氏體發(fā)生馬氏體相變，使帶鋼成形性降低。

28、所述鋁硅鍍液成分按重量百分比計(jì)為：al含量為87％～93％，si含量7％～13％。

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)明的鋼材的化學(xué)成分主要以c、mn為主要元素，無(wú)明顯貴重元素，添加cr、mo元素為了獲得一定量貝氏體鐵素體，減小鐵素體與馬氏體硬度差，保證復(fù)相鋼的擴(kuò)孔性能；添加微量cu，析出納米級(jí)析出相不僅保證材料強(qiáng)度，也提高材料本身耐蝕性能。

31、2)本發(fā)明采用新穎的熱鍍鋁硅的方法實(shí)現(xiàn)復(fù)相鋼高的表面質(zhì)量與耐蝕性，巧妙的在緩冷階段鍍鋁硅，打破傳統(tǒng)鍍鋅鋼板必須高溫短時(shí)過(guò)時(shí)效的限制，有利于貝氏體轉(zhuǎn)變，提高復(fù)相鋼的擴(kuò)孔性能。

32、3)本發(fā)明創(chuàng)新性提出了熱鍍鋁硅層及其生產(chǎn)工藝，解決了鍍鋅復(fù)相鋼在點(diǎn)焊后塑性下降而失效問(wèn)題。

33、4)本發(fā)明鋼板最終的組織為臨界區(qū)鐵素體13％～17％，外延鐵素體11％～15％，貝氏體含量35％～42％，馬氏體含量18％～25％，殘余奧氏體5％～10％，鋼表表面鋁硅鍍層。本發(fā)明采用新穎的熱涂鍍工藝匹配熱處理制度，得到新型高成形性復(fù)相鋼，此復(fù)相鋼的抗拉強(qiáng)度1200mpa以上，屈服強(qiáng)度在950～1150mpa，延伸率12％～15％，擴(kuò)孔率≥50％，特別適用于具有翻邊擴(kuò)孔設(shè)計(jì)的同時(shí)需要鋼板有高成形性的汽車(chē)零件。