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1、(10)申请公布号 CN 103031493 A (43)申请公布日 2013.04.10 CN 103031493 A *CN103031493A* (21)申请号 201110303141.7 (22)申请日 2011.09.29 C22C 38/38(2006.01) C22C 38/18(2006.01) B21B 37/74(2006.01) (71)申请人 鞍钢股份有限公司 地址 114021 辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区 内 (72)发明人 董毅 时晓光 刘仁东 韩斌 史乃安 于宁 王进臣 徐鑫 李桂艳 高晓龙 (54) 发明名称 一种650MPa级低Si含Cr热轧双相钢板及其 制。
2、造方法 (57) 摘要 本发明公开一种650MPa级低Si含Cr热轧双 相钢板及其制造方法， 化学成分为按质量百分数 ： 0.06 0.15 C、 0.05 0.5 Si、 1.0 1.8 Mn、 0.01 0.08 Als、 0.3 1.5 Cr， 并限制 P 0.02、 S 0.005， 余量为 Fe 和不可避免的杂质， 钢中铁素体 80 90， 马 氏体 10 20， 延伸率高于 25， n 值大于 0.19。工艺为板坯加热 120020， 保温 1-3 小 时 ； 采用两阶段控制轧制， 再结晶区开轧温度大 于 1050， 未再结晶区开轧温度为 900 940， 终轧温度为 820 88。
3、0。终轧后采用连续层 流冷却， 冷却速率为 20 40 /s， 卷取温度为 530-600， 成品厚度为 3 10mm。本发明降低了 Si， 成本低 ； 生产工序简化， 具有优越的力学性能 和成形性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1 页 2 1. 一种 650MPa 级低 Si 含 Cr 热轧双相钢板， 其特征在于， 化学成分为， 按质量百分数 ： 0.06 0.15 C、 0.05 0.5 Si、 1.0 1.8 Mn、 0.01 0.08 Als、 0.3 。
4、1.5 Cr， 并限制 P 0.02、 S 0.005， 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 650MPa 级低 Si 含 Cr 热轧双相钢板， 其特征在于， 钢的 最终组织中铁素体体积分数为8090， 马氏体体积分数为1020， 钢板的延伸率 高于 25， n 值大于 0.19。 3.一种用于权利要求1所述的一种650MPa级低Si含Cr热轧双相钢板的制造方法， 其 特征在于， 采用权利要求 1 成分的板坯， 包括以下步骤 ： (1) 加热工艺 ： 将板坯加热到 120020， 保温时间 1-3 小时 ； (2) 轧制工艺 ： 采用两阶段控制轧制， 再结晶区。
5、压下率为 60， 未再结晶区压下率为 70； 再结晶区开轧温度大于 1050， 未再结晶区开轧温度为 900 940， 终轧温度为 820 880 ； (3)冷却工艺 ： 终轧后采用连续层流冷却， 冷却速率为2040/s， 卷取温度为530 600， 成品厚度为 3 10mm。 权 利 要 求 书 CN 103031493 A 2 1/4 页 3 一种 650MPa 级低 Si 含 Cr 热轧双相钢板及其制造方法 技术领域 0001 本发明属于轧钢技术领域， 特别涉及到一种抗拉强度达到 650MPa 级的低 Si 含 Cr 热轧双相钢板及其制造方法。本发明的双相钢板主要适用于汽车领域。 背景技。
6、术 0002 近年来， 随着汽车工业的迅速发展， 优化汽车构件的先进制造技术和减轻结构质 量成为各方关注的焦点， 特别是由于燃料和原材料成本原因及环保法规对汽车排放的严格 限制， 使汽车结构轻量化显得日益重要。据研究， 车重每减轻 10， 可节省燃油 3 7。 0003 实现汽车结构的轻量化最主要的方法是采用轻体材料。在早期的汽车制造中， 汽 车冲压件多采用普通的低碳钢， 为了减轻车重， 人们开发了低合金高强度钢 (HSLA)， 但是这 种材料塑性低， 导致了冲压成型困难。由软相铁素体和硬相马氏体组成的双相钢与普通低 合金高强度钢相比， 具有更优越的力学性能和成形性能， 因而可广泛应用于汽车工。
7、业。 0004 目前各钢厂和研究机构已开发出多个级别的热轧双相钢板， 但其仍然存在一定缺 陷， 主要可分为两个方面 ： 一是成分中含有较高的 Si 元素或贵重合金元素 ( 如 Mo)， 使钢材 分别出现表面质量较差、 成分较高等问题， 很难打入市场 ； 另一大缺陷为终轧后冷却路径复 杂， 导致钢板的性能波动较大， 且对于 Si-Mn 系热轧双相钢而言， 还存在卷取温度较低， 对 卷取设备的要求较高等问题。这些都对热轧双相钢板的大规模生产应用产生较大影响。 0005 公开号为 CN101717886A 的专利中提出了一种抗拉强度为 650MPa 级的热轧双相 钢板及其制造方法， 虽然其成本较低，。
8、 轧后冷却工艺也相对简单， 但其成分中 Si 含量较高， 这将导致钢板出现表面质量问题， 同时其卷取温度较低 ( 低于 300 )， 这又要求卷取设备 具有较强的卷取能力， 而传统热连轧机组的卷取能力达不到要求。公开号为 CN1807670A、 CN1807669A和CN101880825A的专利中也出现类似问题。 公开号为CN1793400A的专利中提 到的热轧双相钢板的生产方法则是在终轧后采用分段冷却工艺， 这将导致冷却工艺的复杂 难以控制， 从而影响到钢板最终组织和性能的均匀性。而公开号为 CN1970813A 的专利中提 到的热轧双相钢的生产方法除了在轧后采用分段冷却工艺外， 其成分中。
9、的 Si 含量也较高。 0006 鉴于上述问题， 开发成本低， 且采用简单冷却路径和中温卷取方法生产的热轧双 相钢板成为当前趋势。 发明内容 0007 针对热轧双相钢板生产的现存问题， 本发明提供了一种低成本、 易生产、 综合性能 良好的 650MPa 级低 Si 含 Cr 热轧双相钢板及其制造方法。 0008 本发明以 C-Si-Mn 系热轧双相钢成分为基础， 在降低 Si 含量的同时， 添加一定量 的 Cr 元素， 并在轧后采用简单冷却路径， 获得强度级别达到 650MPa， 显微组织为铁素体与 马氏体的双相钢板。 0009 本发明的化学成分为， 按质量百分数 ： 0.06 0.15 C、。
10、 0.05 0.5 Si、 1.0 1.8 Mn、 0.01 0.08 Als、 0.3 1.5 Cr， 并限制 P 0.02、 S 说 明 书 CN 103031493 A 3 2/4 页 4 0.005， 余量为 Fe 和不可避免的杂质。 0010 最终组织中铁素体体积分数为8090， 马氏体体积分数为1020， 钢板 的延伸率高于 25， n 值大于 0.19。 0011 本发明的 650MPa 级低 Si 含 Cr 热轧双相钢板的制造方法包括以下步骤 ： 0012 (1) 加热工艺 ： 将板坯加热到 120020， 保温时间 1-3 小时 ； 0013 (2) 轧制工艺 ： 采用两阶段。
11、控制轧制， 再结晶区压下率 60未再结晶区压下率 70； 再结晶区开轧温度大于 1050， 未再结晶区开轧温度为 900 940， 终轧温度为 820 880。 0014 (3) 冷却工艺 ： 终轧后采用连续层流冷却， 冷却速率为 20 40 /s， 卷取温度为 530 600， 成品厚度为 3 10mm。 0015 本发明钢板成分主要作用为 ： 0016 C ： 主要是形成所需数量的马氏体和保证钢的强度。考虑焊接性等， 要求限制 C 含 量在 0.2以下， 而 C 太低则不易得到双相组织， 最优范围为 0.06 0.15。 0017 Si ： 可以扩大 Fe-C 相图的 + 区， 有利于保持。
12、双相钢强度、 延性等性能的稳定 性和重现性。Si 还加速碳向奥氏体的偏聚， 对铁素体中的固溶碳有 “清除” 和 “净化” 作用。 然而， Si 含量过高会给热轧表面质量和涂镀带来麻烦。本发明的主要特征之一就在于大幅 度的降低 Si 含量， 从而改善钢板的表面质量， 因此最优成分设为 0.05 0.5。 0018 Mn ： 是典型的奥氏体稳定化元素， 显著提高钢的淬透性， 并起到固溶强化和细化铁 素体晶粒的作用， 可显著推迟珠光体转变以及贝氏体转变。但 Mn 含量过高， 在推迟珠光体 转变的同时， 也推迟铁素体的析出， 使 “速度窗口” 变小， 贝氏体区右移， 使钢对工艺条件的 敏感性变大。因此。
13、， 选定 Mn 含量为 1.0 1.80。 0019 Al ： 对临界区加热时奥氏体形态的影响与Si相似， 即Al也促使马氏体呈纤维状形 态， Al还可以形成AlN析出， 起到一定的细化晶粒作用。 Al的最优范围为0.010.08。 0020 P ： 能使马氏体岛的形态发生显著变化， 使马氏体岛尺寸变细小， 且均匀分布。P 的 另一影响是提高 相的形成温度， 扩大形成 相的温度范围。但 P 过剩添加， 则加工性恶 化， 因此将其上限定为 0.02 . 0021 S ： 通过形成 MnS 等硫化物夹杂， 成为裂纹的起点而使加工性能恶化， 因此含量越 少越好， 将其上限定为 0.005。 0022。
14、 Cr ： 是中强碳化物形成元素， 显著提高钢的淬透性， 不仅能强烈推迟珠光体转变和 贝氏体转变， 而且扩大了 “卷取窗口” 。Cr 虽是弱固溶强化元素， 但能增大奥氏体的过冷能 力， 从而细化组织、 得到强化效果。此外 Cr 可以促进碳向奥氏体扩散， 并可降低铁素体的屈 服强度， 更有利于获得低屈服强度的双相钢。Cr 的最优范围为 0.3 1.5。 0023 本发明中， 为了降低 Si 对钢板表面的影响， 采用了低 Si 成分设计， 但 Si 对铁素体 含量具有很大的促进作用， 降低 Si 含量， 很可能导致钢板最终组织中铁素体含量的不足， 这就需要制定合理的轧制工艺以弥补其影响。 热轧时，。
15、 在奥氏体再结晶区进行较大的变形， 使奥氏体发生再结晶从而细化晶粒， 而在未再结晶区则通过较大的变形获得足够的应变累 积， 同时在轧后采用连续的层流冷却工艺使铁素体晶粒大量快速的析出， 从而使铁素体的 含量得到了保证， 并简化了冷却工艺。 而若要在较高的温度区间内进行卷取， 则必须保证奥 氏体的稳定性， 除了工艺上的调整外， 加入适当的奥氏体化稳定元素是必要的， 因此本发明 说 明 书 CN 103031493 A 4 3/4 页 5 中加入了适当含量的 Cr 元素。总之， 合理的成分设计和控轧控冷工艺的相互配合是本发明 得以实现的关键。 0024 本发明的 650MPa 级双相钢板有益效果为。
16、 ： 0025 由于本发明成分中Si含量较低， 减小了Si对钢板表面的影响， 同时成分中只加入 一定量的 Cr 元素， 用以保证奥氏体的稳定性， 与传统中温卷取型热轧双相钢的成本相比大 大降低 ； 由于轧后采用连续冷却工艺， 而非传统的复杂分段冷却工艺， 使生产工序简化， 易 于进行 ； 同时， 冷却后采用中温卷取， 降低了对卷取设备的要求 ； 轧后采用连续冷却工艺还 提高了钢板长度方向上组织和性能的稳定性， 避免了由于分段冷却而带来的钢板的组织和 性能不均性 ； 与现有技术的双相钢相比具有更优越的力学性能和成形性能。 具体实施方式 0026 发明实施例如下 ： 将按质量百分数 ： 0.06 。
17、0.15 C、 0.05 0.5 Si、 1.0 1.8 Mn、 0.01 0.08 Als、 0.3 1.5 Cr， 并 限 制 P 0.02 、 S 0.005， 余量为 Fe 和不可避免杂质的厚度为 60mm 的试验坯加热到 120020， 保温 2 小时后在 500 二辊可逆式热轧机组上进行两阶段控轧， 再结晶区压下率为 60， 未 再结晶区压下率为 70 ； 再结晶区开轧温度大于 1050， 未再结晶区开轧温度为 900 940， 终轧温度为 820 880。终轧后采用连续冷却， 冷却速率为 20 40 /s， 卷取温 度为 530 600， 成品厚度为 3 10mm。 0027 下面通过本发明的几个最佳实施例说明本发明的技术效果。其具体成分、 温度制 度及钢板的组织及性能见表 1-3。 0028 表 1 本发明实施例的化学成分 (wt， ) 0029 0030 表 2 本发明实施例的温度制度 0031 说 明 书 CN 103031493 A 5 4/4 页 6 0032 表 3 本发明实施例的组织及力学性能参数 0033 说 明 书 CN 103031493 A 6 。