一種800MPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高強度鋼制備技術領域，具體涉及一種800MPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼及其制備方法。本發(fā)明一種800MPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼，由以下重量百分比成分組成：C：0.05～0.10％，Si：0.20～0.60％，Mn：1.30～1.80％，Cr：0.10～0.60％，Mo：0.20～0.50％，Al：0.02～0.06％，V：0.05～0.10％，P≤0.015％，S≤0.005％，N≤0.006％，余量為Fe及不可避免雜質。本發(fā)明800MPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼，其生產成本低，成形性能和焊接性能高，鍍鋅性能優(yōu)良，力學性能優(yōu)異：其屈服強度為450～520MPa，抗拉強度為805～840MPa，伸長率為15～18％。
【專利說明】
-種SOOMPa級低碳熱媳巧雙相鋼及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于高強度鋼制備技術領域，具體設及一種SOOMPa級低碳熱鍛鋒雙相鋼及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車輕量化技術的發(fā)展，汽車用鋼朝著高強鋼方向發(fā)展已成為必然趨勢。雙 相鋼具有低屈服強度、高抗拉強度和優(yōu)良塑性等特點，成為汽車用首選高強鋼，其用量預計 在汽車用先進高強鋼中將超過70%。隨著國內汽車板產能的不斷釋放，高強鋼市場的競爭 也越來越激烈，低成本高性能的雙相鋼已經成為各企業(yè)追求的目標，受到極大關注。
[0003] 專利(CN 102433509A)公開了一種780M化熱鍛鋒雙相鋼的生產方法，其化學成分 百分比為：C:0.10~0.15%，S《0.05%，Mn:1.80~2.00%，師：0.03~0.04%，吐：0.20~ 0.35%，]?〇:0.20~0.25%，41:0.02~0.07%，口《0.01%，5《0.01%，1^《0.005%，余量為 化及不可避免雜質;通過790-830°C保溫、720-760°C緩冷、450-460°C快冷并進行熱鍛鋒，得 到了抗拉強度大于780MPa的熱鍛鋒雙相鋼。盡管通過其化學成分和制備方法得到優(yōu)良綜合 力學性能的熱鍛鋒雙相鋼，但其C、Mn含量較高，使其焊接性能明顯降低，同時添加微量Nb使 得生產成本和社制難度顯著提高。
[0004] 專利(CN 1782116A)公開了一種SOOMPa級熱鍛鋒雙相鋼鋼板及其制備方法，其化 學成分百分比為：C:0.08~0.11 %，Si《0.08%，Mn: 1.40~2.00%，0:0.20~0.60%，Mo: 0.04~0.30%，Nb:0.005~0.025%，Ti:0.01~0.05%，Al:0.02~0.05%，P《0.01%，S《 0.006%，1^《0.003%，余量為化及不可避免雜質;通過800-860°(：保溫、5~16°(：/3快冷、450 ~570°C熱鍛鋒、大于rC /s終冷的方法獲得了抗拉強度大于800M化的熱鍛鋒雙相鋼。該方 法制備的熱鍛鋒雙相鋼具有優(yōu)良的成形性能和鍛鋒性能，但Nb、Ti等微合金元素含量較高， 生產成本明顯提高；同時社制難度增加，對裝備條件要求較高。
[0005] 綜上所述，現(xiàn)有發(fā)明主要單方面考慮了雙相鋼的鍛鋒性能和力學性能等，沒有綜 合考慮生產成本、成形性能、鍛鋒性能和焊接性能等因素。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種具有良好成型性能，優(yōu)異的力學性能、焊 接性能和鍛鋒質量的SOOMPa級熱鍛鋒雙相鋼。
[0007] 本發(fā)明一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼，由W下重量百分比成分組成:C: 0.05~ 0.10%，Si :0.20~0.60%，Mn:1.30~1.80%，燈：0.10~0.60%，Mo:0.20~0.50%，A1: 0.02~0.06%，￥:0.05~0.10%，口《0.015%，5《0.005%，1^《0.006%，余量為化及不可避 免雜質。
[000引進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼，由W下 重量百分比成分組成：C:0.07~0.09%，Si :0.20~0.40%，Mn:1.50~1.80%，燈:0.30~ 0.60%，M0:0.20~0.30%，A1:0.02~0.05%，V:0.07~0.10%，P《0.012%，S《0.002%，N 《0.0040%，余量為化及不可避免雜質。
[0009] 上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼，其屈服強度為450~520M化，抗拉強度為 805~840MPa，伸長率為15~18%。
[0010] 本發(fā)明還提供一種SOOMPa級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備方法。
[0011] 上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備方法，包括W下步驟：
[0012] a、冶煉工藝:根據(jù)上述800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的重量百分比成分進行冶煉， 并在轉爐中控制饑含量，鑄造成板巧；
[0013] b、熱社工藝:將板巧經過加熱、除憐、熱社和層流冷卻后得到熱社卷;其中，精社開 社溫度為1000~1100°c，終社溫度為850~950°C，卷取溫度為600~700°C ;
[0014] C、酸扎工藝:將熱社卷經過酸洗后冷社，得到冷社薄帶鋼;其中，冷社壓下率為45 ~70%;
[0015] d、熱鍛鋒退火工藝:將冷社薄帶鋼經過熱鍛鋒退火后，制成熱鍛鋒雙相鋼;其中， 爐內保護氣氛露點溫度為-10~-60°c，退火溫度為810~850°C，從退火溫度快速冷卻至鋒 池爐壁溫度440~460°C，其快冷速率CR1為10~50°C/s，鍛鋒時間為5~25s，鍛鋒后W4~10 °C/s的終冷速率CR2冷卻至室溫。
[0016] 進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備 方法，其中b步驟中精社開社溫度為1050~1070°C。
[0017] 進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備 方法，其中C步驟中冷社壓下率為55~60%。
[0018] 進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備 方法，其中d步驟中爐內溫度<750°C，爐內保護氣氛露點溫度為-10~-30°C;爐內溫度> 750°C時，爐內保護氣氛露點溫度為-25~-60°C。
[0019] 進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備 方法，其中d步驟中退火溫度為820~840°C，快冷速率CR1為35~45°C/s，鍛鋒時間為8~ 123，終冷速率0?2為6~8°(：/3。
[0020] 與現(xiàn)有發(fā)明相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0021] (1)低生產成本:未采用價格昂貴的抓，而利用鐵水中殘余的V，同樣可W保證熱鍛 鋒雙相鋼強度；
[0022] (2)高成形性能和焊接性能:C、Mn含量降低，Si含量提高，W保證奧氏體充分富碳， 明顯改善熱鍛鋒雙相鋼成形性能和焊接性能；
[0023] (3)優(yōu)良鍛鋒性能:采用預氧化還原工藝改善表面鍛鋒質量；
[0024] (4)優(yōu)異的力學性能：本發(fā)明的800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的屈服強度為450~ 520MPa，抗拉強度為805~840MPa，伸長率為15~18%。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明熱鍛鋒雙相鋼的退火工藝示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明熱鍛鋒雙相鋼的微觀組織形貌圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明熱鍛鋒雙相鋼的表面鍛鋒質量圖。
【具體實施方式】
[002引本發(fā)明一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼，由W下重量百分比成分組成:C: 0.05~ 0.10%，Si :0.20~0.60%，Mn:1.30~1.80%，燈：0.10~0.60%，Mo:0.20~0.50%，A1: 0.02~0.06%，￥:0.05~0.10%，口《0.015%，5《0.005%，1^《0.006%，余量為化及不可避 免雜質。
[0029] 進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼，由W下 重量百分比成分組成：C:0.07~0.09%，Si :0.20~0.40%，Mn:1.50~1.80%，燈:0.30~ 0.60%，M〇:0.20~0.30%，A1:0.02~0.05%，V:0.07~0.10%，P《0.012%，S《0.002%，N 《0.0040%，余量為化及不可避免雜質。
[0030] 本發(fā)明800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼，其微觀組織主要由鐵素體、馬氏體和貝氏體 組成，具有低屈服強度、高抗拉強度、優(yōu)良塑性、低生產成本、低碳當量和良好表面質量等特 點。
[0031] 碳:C作為雙相鋼最重要的組分之一，決定了鋼板的強度、塑性和成形性能。C是鋼 鐵材料中固溶強化效果最明顯的元素，鋼中固溶C含量增加0.1%，其強度可提高約450MPa。 C含量過低時，奧氏體的穩(wěn)定性和馬氏體澤硬性下降，導致強度偏低，雙相鋼中一般不低于 0.02% ;C含量過高時，雙相鋼的塑性和焊接性能下降，雙相鋼中一般不高于0.15%。因此， 本發(fā)明C含量為0.05~0.10 %，優(yōu)選為0.07~0.09 %。
[0032] 娃:Si能固溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的強度，其作用僅次于C、P，較Mn、Cr、Ti 和Ni等元素強;Si還可W抑制鐵素體中碳化物的析出，使固溶C原子充分向奧氏體中富集， 從而提局其穩(wěn)定性。然而，Si含量過局時，Si在加熱爐中形成的表面氧化鐵皮很難去除，增 加了除憐難度；同時在退火過程中易向表面富集形成Si化，從而導致漏鍛等表面缺陷。因 此，本發(fā)明Si含量為0.20~0.60%，優(yōu)選為0.20~0.40%。
[0033] 儘:Μη是良好的脫氧劑和脫硫劑，也是鋼中常用的固溶強化元素，雙相鋼中一般不 低于1.20% "Μη既可與C結合形成多種碳化物起到沉淀強化的作用，也可溶于基體中增強固 溶強化效果。Μη易與S結合形成高烙點化合物MnS，從而消除或削弱由于FeS引起的熱脆現(xiàn) 象，改善鋼的熱加工性能。Μη可W提高奧氏體穩(wěn)定性，使C曲線右移，從而顯著降低馬氏體的 臨界冷卻速率。但Μη含量過高時，易在退火過程中向表面富集，形成大量儘化物，從而導致 表面鍛鋒質量下降。因此，在本發(fā)明中Μη含量為1.30~1.80%，優(yōu)選為1.50~1.80%。
[0034] 銘:Cr可W顯著延遲珠光體和貝氏體轉變，從而使奧氏體充分轉變?yōu)轳R氏體組織。 由于Cr較Mo具有明顯的成本優(yōu)勢，所W大量添加于熱鍛鋒雙相鋼中。因此，在本發(fā)明中，Cr 含量為0.10~0.60 %，優(yōu)選為0.30~0.60 %。
[0035] 鋼:Mo與Cr作用相似，明顯遲珠光體和貝氏體轉變，從而獲得高體積分數(shù)的馬氏 體，W保證熱鍛鋒雙相鋼的強度。另外，Mo氧化物吉布斯自由能與Fe氧化物相當，故Mo不會 影響雙相鋼的表面鍛鋒質量，但其價格較昂貴。因此，在本發(fā)明中，Mo含量為0.20~0.50%， 優(yōu)選為0.20~0.30 %。
[0036] 饑:V在雙相鋼中主要WVC形式存在，具有顯著晶粒細化和彌散沉淀強化的作用。 在熱鍛鋒退火加熱過程中，未溶解VC顆?？蒞釘扎鐵素體晶界，從而起到細化晶粒的作用； 退火溫度增加至兩相區(qū)時，VC溶解溫度較低，故充分溶解于基體中，同時固溶C原子向奧氏 體中富集W提高其穩(wěn)定性;在退火過程中，鐵素體中的VC將重新析出，從而生產明顯的沉淀 強化。因此，在本發(fā)明中，V含量為0.05~0.10%，優(yōu)選為0.07~0.10%。
[0037] 侶:A1是鋼中常見的脫氧劑，同時可W形成A1N釘扎晶界，從而起到細化晶粒的作 用；另外，A1與Si作用相似，可W抑制碳化物析出，從而使奧氏體充分富碳。因此，本發(fā)明中 A1含量為0.02~0.06 %，優(yōu)選為0.02~0.05 %。
[0038] 上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼，其屈服強度為450~520M化，抗拉強度為 805~840MPa，伸長率為15~18%。
[0039] 本發(fā)明還提供一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備方法。
[0040] 上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備方法，包括W下步驟：
[0041 ] a、冶煉工藝:根據(jù)上述800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的重量百分比成分進行冶煉， 并在轉爐中控制饑含量（即通過控制原有鐵水中饑含量，而不是額外添加饑鐵合金，降低生 產成本），鑄造成板巧；
[0042] b、熱社工藝:將板巧經過加熱、除憐、熱社和層流冷卻后得到熱社卷;其中，精社開 社溫度為1000~1100°c，終社溫度為850~950°C，卷取溫度為600~700°C ;
[0043] C、酸扎工藝:將熱社卷經過酸洗后冷社，得到冷社薄帶鋼;其中，冷社壓下率為45 ~70%;
[0044] d、熱鍛鋒退火工藝:將冷社薄帶鋼經過熱鍛鋒退火后，制成熱鍛鋒雙相鋼;其中， 爐內保護氣氛露點溫度為-10~-60°c，退火溫度為810~850°C，從退火溫度快速冷卻至鋒 池爐壁溫度440~460°C，其快冷速率CR1為10~50°C/s，鍛鋒時間為5~25s，鍛鋒后W4~10 °C/s的終冷速率CR2冷卻至室溫。
[0045] 進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備 方法，其中b步驟中精社開社溫度為1050~1070°C。
[0046] 進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備 方法，其中C步驟中冷社壓下率為55~60%。
[0047] 進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備 方法，其中d步驟中爐內溫度<750°C，爐內保護氣氛露點溫度為-10~-30°C，可W使表面進 行預氧化形成鐵氧化物薄膜;爐內溫度>750°C時，爐內保護氣氛露點溫度為-25~-60°C， 是為了使表面還原為純鐵，從而明顯改善熱鍛鋒雙相鋼的表面鍛鋒質量。
[0048] 進一步的，作為更優(yōu)選的技術方案，上述一種800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼的制備 方法，其中d步驟中退火溫度為820~840°C，快冷速率CR1為35~45°C/s，鍛鋒時間為8~ 123，終冷速率0?2為6~8°(：/3。
[0049] 本發(fā)明采用低碳含量和低儘含量W保證熱鍛鋒雙相鋼的優(yōu)良焊接性能；W微量V 來替代部分MnW延遲珠光體和貝氏體轉變，提高熱鍛鋒雙相鋼澤透性，同時WVC形式析出 起到沉淀強化的效果;采用低成本Si替代部分MoW提高其強度，并結合預氧化還原工藝改 善其表面鍛鋒質量。本發(fā)明制備的熱鍛鋒雙相鋼成形性能、焊接性能和鍛鋒性能優(yōu)良，具有 顯著的經濟效益和社會效益。
[0050] 下面結合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實施例范圍之中。
[0化1]實施例1
[0052] 本發(fā)明提供的800M化級低碳熱鍛鋒雙相鋼制備方法，具有工藝如下：
[0053] (1)經過冶煉工藝，制備了如下表1所示化學成分的雙相鋼板巧：
[0054] 表1雙相鋼化學成分(wt. %)
[0化5]
[0056] (2)將鑄巧經過加熱、除憐、熱社和層流冷卻后獲得熱社卷，其中精社開社溫度為 1000~liocrc，終社溫度為850~950°C，卷取溫度為600~700°C ;具體熱社工藝參數(shù)如下表 2所示：
[0化7] 表2熱社主要工藝參數(shù) 「0化81
[0059] (3)將熱社卷酸洗后，冷社成薄帶鋼，其中DPI和DP2的冷社壓下率分別為55.0%和 60.0%。
[0060] (4)將冷社薄帶鋼經熱鍛鋒退火工藝處理后制成所需產品，其中退火溫度為810~ 850°C，從退火溫度快速冷卻至鋒池爐鼻溫度440~460°C，其快冷速率CR1為10~50°C/s，鍛 鋒時間為5~25s，鍛鋒后W4~10°C/s的終冷速率CR2冷卻至室溫。具體熱鍛鋒退火工藝參 數(shù)如表3所示：
[0061 ] 表3熱鍛鋒退火主要工藝參數(shù) 「nn"1
[0063] ~~經上述工藝制備的熱鍛鋒雙相鋼其微觀組織如圖2所示，表面鍛鋒質量如圖3所' 示，其力學性能如下表4所示：
[0064] 表4熱鍛鋒雙相鋼力學性能
[00 化]
[0066] 注：Ceq = C+Si/30+Mn/20+2P+4S《0.24
[0067] 結果表明，本發(fā)明制備的熱鍛鋒雙相鋼微觀組織由鐵素體、馬氏體和少量貝氏體 組成，表面鍛鋒質量良好，其抗拉強度達到SOOMPa。本發(fā)明熱鍛鋒雙相鋼C、Mn含量較低，未 添加 Nb，所W具有明顯的成本優(yōu)勢，同時結合預氧化還原工藝后具有優(yōu)良的成形性能、焊接 性能和表面鍛鋒質量。
【主權項】
1. 一種SOOMPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼，其特征在于：由以下重量百分比成分組成:C: 0.05 ~0.10%，Si :0.20~0.60%，Mn: 1.30~1.80%，Cr :0.10~0.60%，Mo:0.20~0.50%，A1: 0.02~0.06%，￥:0.05~0.10%，卩彡0.015%，5彡0.005%小彡0.006%，余量為卩6及不可避 免雜質。2. 根據(jù)權利要求1所述一種SOOMPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼，其特征在于：由以下重量百分 比成分組成：C:0.07~0.09%，Si :0.20~0.40%，Mn: 1.50~1.80%，Cr :0.30~0.60%，Mo: 0.20~0.30 %，A1:0.02~0.05 %，V :0.07~0· 10%，P彡0.012 %，S彡0.002 %，N彡 0.0040%，余量為Fe及不可避免雜質。3. 根據(jù)權利要求1或2所述一種SOOMPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼，其特征在于：其屈服強度 為450~520MPa，抗拉強度為805~840MPa，伸長率為15~18%。4. 權利要求1~3任一項所述一種SOOMPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼的制備方法，其特征在于 包括以下步驟： a、 冶煉工藝:根據(jù)權利要求1或2所述SOOMPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼的重量百分比成分進 行冶煉，并在轉爐中控制釩含量，鑄造成板坯； b、 熱乳工藝:將板坯經過加熱、除磷、熱乳和層流冷卻后得到熱乳卷;其中，精乳開乳溫 度為1000~1100°C，終乳溫度為850~950°C，卷取溫度為600~700°C ; c、 酸扎工藝：將熱乳卷經過酸洗后冷乳，得到冷乳薄帶鋼；其中，冷乳壓下率為45~ 70% ； d、 熱鍍鋅退火工藝:將冷乳薄帶鋼經過熱鍍鋅退火后，制成熱鍍鋅雙相鋼;其中，爐內 保護氣氛露點溫度為-10~-60 °C，退火溫度為810~850°C，從退火溫度快速冷卻至鋅池爐 壁溫度440~460°C，其快冷速率CR1為10~50°C/s，鍍鋅時間為5~25s，鍍鋅后以4~10°C/s 的終冷速率CR2冷卻至室溫。5. 根據(jù)權利要求4所述一種SOOMPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼的制備方法，其特征在于:b步 驟中精乳開乳溫度為1050~1070°C。6. 根據(jù)權利要求4所述一種SOOMPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼的制備方法，其特征在于：c步 驟中冷乳壓下率為55~60%。7. 根據(jù)權利要求4所述一種SOOMPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼的制備方法，其特征在于:d步 驟中爐內溫度<750°C，爐內保護氣氛露點溫度為-10~-30°C ;爐內溫度多750°C時，爐內保 護氣氛露點溫度為-25~-60 °C。8. 根據(jù)權利要求4所述一種SOOMPa級低碳熱鍍鋅雙相鋼的制備方法，其特征在于:d步 驟中退火溫度為820~840°C，快冷速率CR1為35~45°C/s，鍍鋅時間為8~12s，終冷速率CR2 為6 ~8°C/s〇
【文檔編號】C22C38/12GK106011631SQ201610541224
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】鄭之旺, 鄺春福, 左軍, 張功庭, 王敏莉, 余燦生, 于秀
【申請人】攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司