一种抗拉强度850MPa级热轧复相钢及其生产方法与流程

本发明属于热轧复相钢相关
技术领域：
，更具体地说，涉及一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢及其生产方法。
背景技术：
：2000年后，中国汽车制造进入爆发式增长阶段，到2009年中国已成为汽车制造和消费大国并一直保持至今，满足汽车轻量化需求的汽车用高强化技术研发明显加速。此外，随着能源、环保、安全法规的日益严苛，汽车轻量化已成为汽车工业发展的必然选择，而高强钢的推广应用是实现汽车轻量化以及节能减排的有效途径。随着钢铁材料的高强化，对于汽车底盘结构件、摆臂、扭力梁等较复杂冷成型结构件，极易出现冲压开裂和回弹等难以解决的冷成型问题。目前现有热轧复相钢屈强比较高，不能满足使用需求。中国专利申请号为：201910681375.1的《一种抗拉强度800mpa级热轧复相钢及其生产方法》公开了一种由铁素体、粒状贝氏体和少量岛状马氏体混合组织组成的复相钢，其采用c-mn-si-nb-ti-mo的成分设计，各元素质量百分配比为：c：0.05％～0.09％、si：0.10％～0.30％、mn：1.40％～2.00％、als：0.010％～0.050％、p≤0.020％、s≤0.008％、nb：0.010％～0.070％、ti：0.08％～0.14％，mo：0.10％～0.25％，其余为fe和不可避免杂质；其采用的工艺是热连轧终轧温度840～900℃，卷取温度450～560℃，产品屈服强度700mpa以上、抗拉强度在800mpa以上、屈强比在0.84以上。该发明采用c-mn-si-nb-ti-mo成分和高温轧制、低温卷取工艺设计，酸洗后产品表面质量优良，但该复相钢生产的产品屈强比较高。中国专利申请号：201910113012.8的《一种低成本热轧复相钢hr900cp及其生产方法》公开了一种由铁素体、粒状贝氏体和马氏体混合组织组成的复相钢，其采用c-mn-si-cr-ti的成分设计，各元素质量百分配比为：c：0.06％～0.10％，mn：1.6％～2.1％，s≤0.012％，p≤0.025％，si：1.2％～1.3％，als：0.020％～0.060％，n≤0.0060％，cr：0.4％～0.6％，ti：0.045％～0.060％，其余为铁和不可避免的杂质；其采用的工艺是热轧精轧开轧温度1050～1085℃、终轧温度840～880℃，卷取温度400～500℃，产品上屈服强度745～935mpa、抗拉强度900～1030mpa、屈强比在0.81以上。该发明采用c-mn-si-cr-ti成分和高温轧制、低温卷取工艺设计，但生产的产品屈强比较高。中国专利申请号：201610329578.0的《一种扩孔性能良好的热轧复相钢板及其生产方法》公开了一种由铁素体、粒状贝氏体和马氏体混合组织组成的复相钢，其采用c-mn-si-cr-v-ti的成分设计，各元素质量百分配比为：c：0.03％～0.12％、si：0.1％～0.7％、mn：1.2％～2.2％、p≤0.012％、s≤0.005％、cr：0.25％～0.70％、v：0.05％～0.25％、ti：0.06％～0.16％、als：0.015％～0.060％，余量为fe和不可避免的杂质；其采用的工艺是钢坯加热至1170～1270℃，进行多道次轧制，热轧终轧温度为840～920℃，卷取温度400～550℃，轧后三段冷却，产品实施例中下屈服强度700～781mpa、抗拉强度850～910mpa、屈强比在0.82以上。该复相钢采用c-mn-si-cr-v-ti成分和高温轧制、低温卷取及三段冷却工艺设计，但生产所得产品的屈强比较高。技术实现要素：1.要解决的问题针对现有热轧复相钢屈强比较高，不能满足使用需求的问题，本发明通过降低屈强比以提高材料的冷成型性，提供一种850mpa级热轧高强复相钢，具有良好的市场应用前景。本发明的另一目的在于提供一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，结合钢的化学成分特性，设计出相关的生产方法，得到的钢材的强度性能好，屈强比低，安全性好。2.技术方案为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：本发明的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比为：c：0.06％～0.10％、mn：1.80％～2.50％、al：0.10％～0.80％、p≤0.020％、s≤0.008％、nb：0.010％～0.065％、ti：0.010％～0.050％，cr：0.10％～0.40％，mo：0.10％～0.40％，其余为fe和不可避免杂质。作为本发明的进一步的描述中，所述抗拉强度850mpa级热轧复相钢的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织。作为本发明的进一步的描述中，所述抗拉强度850mpa级热轧复相钢，3.0～4.0mm厚度钢板的屈强比≤0.7。本发明的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，包括以下步骤：s1、铁水预处理；s2、转炉冶炼；s3、lf炉精炼；s4、rh真空脱气；s5、连铸；s6、铸坯送入加热炉中加热；s7、热连轧；s8、轧后采用三段控制冷却工艺；s9、热轧卷取温度控制在550～600℃，卷取后冷却至室温，使材料获得一定数量贝氏体和马氏体组织，同时使析出的第二相粒子尺寸更加细小、分布更弥散，提高产品强度。作为本发明的进一步的描述中，所述步骤s5中，结晶器钢液面波动控制±3mm以内的稳定速度浇注，并进行动态压下处理，使用电磁搅拌，使得杂质上浮以获得好的铸坯内部质量。作为本发明的进一步的描述中，所述步骤s6中，铸坯在加热炉中加热2.5小时，铸坯出加热炉温度控制在1200～1250℃，有效控制nb和ti微合金元素在高温段的析出损耗。作为本发明的进一步的描述中，所述步骤s7中，粗轧采用3+3道次轧制，除鳞水全开，在2250mm热连轧机上进行精轧，精轧入口温度为1030～1050℃。作为本发明的进一步的描述中，所述步骤s7中，热轧终轧温度控制在850～900℃，获得细小均匀的组织，同时减少氧化铁皮的产生。作为本发明的进一步的描述中，所述步骤s8中，具体包括：第一段冷却速度控制在30～50℃/s，终冷温度控制在720～760℃；使材料进入铁素体相区析出铁素体；第二段空冷时间控制在6～12s，终冷温度控制在660～720℃；使材料获得一定数量铁素体；第三段冷却速度控制在30～50℃/s，卷曲温度控制在600℃以下，控制粗大碳化物形成削弱成形性。3.有益效果相比于现有技术，本发明的有益效果为：(1)本发明的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，采用含al的c-mn-al-nb-ti-cr-mo成分设计和热轧三段冷却工艺设计，产品屈服强度630mpa以下、抗拉强度在850mpa以上，延伸率在15％以上，屈强比在0.7以下，显微组织类型为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织，广泛用于制造汽车底盘结构件、安全带支架、保险杠等；高强复相钢中往往添加适量si元素来抑制渗碳体形成，改善钢板的延伸率，由此容易使钢板表面产生红铁皮等表面缺陷，对钢板表观质量有不良影响，且钢板表面硅富集降低钢板的磷化涂装性能，用酸洗去除该红铁皮后会产生条纹状表面缺陷，对产品的性能有所影响；(2)本发明的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，针对汽车轻量化的需求，采用含al成分设计、添加适宜的nb、ti、cr、mo微合金元素，选用合适的tmcp工艺，成功开发了一种850mpa级热轧高强复相钢，同时产品具有优异的焊接性能和强塑性匹配，同时具有良好的工业生产适应性。附图说明以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。图1为4％的硝酸酒精试剂腐蚀后金相图；图2为4％的硝酸酒精试剂腐蚀后sem图。具体实施方式下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。本发明的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢各实施例和对比例的化学成分及质量百分比如表1所示：表1各实施例和对比例的化学成分及质量百分比(质量百分数％，余量为fe)成份编号cmnpsalnbticrmo实施例10.0832.140.0120.0040.540.0480.0220.290.28实施例20.0812.100.0110.0050.520.0460.0180.260.25实施例30.0882.080.0080.0040.680.0450.0180.270.20实施例40.0902.030.0100.0030.630.0520.0170.300.22实施例50.0791.960.0110.0040.460.0480.0160.230.21实施例60.0602.500.0100.0030.100.0650.0100.400.10实施例70.1001.800.0110.0040.800.0100.0500.100.40对比例10.0751.830.0100.0060.150.0200.0150.150.13对比例20.0551.580.0120.0060.0450.0150.0200.30-上述实施例中元素含量均满足以下范围值：c：0.06％～0.10％、mn：1.80％～2.50％、al：0.10％～0.80％、p≤0.020％、s≤0.008％、nb：0.010％～0.065％、ti：0.010％～0.050％，cr：0.10％～0.40％，mo：0.10％～0.40％，其余为fe和不可避免杂质。上述方案中元素组成在本申请中的具体效果如下：c元素用于形成足够的碳化物强化相，以保证钢的强度级别，从成形性和焊接性能方面考虑，钢中宜采用低的碳含量，为了保证材料高强度和高韧性，同时考虑到其成形性能和焊接性能，c含量控制在0.06％～0.10％；al元素在钢中起固溶强化作用，可扩大铁素体形成范围，抑制渗碳体形成，有助于改善钢板的延伸率，此外，al元素作用与si相似，抑制渗碳体形成，表面涂镀性能优于含si钢，钢板表面质量的影响不如si恶劣，以al代si有助于提升钢板表面质量；mn元素可扩大奥氏体相区，提高过冷奥氏体稳定性，推迟过冷奥氏体相的转变，有利于相变组织的细化和调控基体组织含量；同时，固溶的mn元素可提高钢的强度，抑制第二相热轧析出，促进第二相在轧后的冷却过程中在铁素体中析出，提升了析出强化作用；nb、ti微合金元素主要作用是在高温段析出阻碍晶粒长大、热轧过程中应变诱导析出的微合金碳氮化物阻碍形变奥氏体再结晶或阻止再结晶晶粒长大、卷取及连续冷却过程中在铁素体中沉淀析出的微合金碳氮化物产生强烈沉淀强化效果，固定c、n原子降低它们对韧性、焊接性及成形性能的危害；cr元素是中强碳化物形成元素，显著提高钢的淬透性，能强烈推迟珠光体转变和贝氏体转变，能够延缓珠光体和贝氏体的形成，有利于获得贝氏体组织，而且扩大了“卷取窗口”；mo元素能够降低碳化物形成元素的扩散能力，从而延迟碳化物沉淀的形成，能够提高微合金碳氮化物的热稳定性，从而减轻钢带卷取保温过程中析出相的粗化倾向，有利于提高钢带强度。如图1和图2所示，抗拉强度850mpa级热轧复相钢的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织。3.0～4.0mm厚度钢板的屈强比≤0.7。需要进行说明的是，在进行汽车底盘结构件、安全带支架、保险杠等产品的生产过程中，需要着重考虑产品的安全性能问题，对于这些结构件，其安全性能表现为抗冲击性，在受到冲击后，还能保持其完成的结构是需要考虑的事情，对于钢来说，其屈强比低，屈服和断裂之间的强度区间较大，在受到冲击后，结构件达到屈服点后，能够吸收较大的冲击功而不至于发生断裂，能够较好的保证其结构完整性，这是普通强度钢所不具备的。本发明的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，包括以下步骤：s1、铁水预处理；s2、转炉冶炼；s3、lf炉精炼；s4、rh真空脱气；通过铁水预处理、转炉冶炼和lf+rh双联精炼工艺和ca处理工艺，实现c、mn、al、nb、ti、cr、mo的化学成分控制，并提高p和s元素低含量水平控制，降低钢中夹杂物水平。s5、连铸；结晶器钢液面波动控制±3mm以内的稳定速度浇注，并进行动态压下处理，使用电磁搅拌，使得杂质上浮以获得好的铸坯内部质量。s6、铸坯送入加热炉中加热；铸坯在加热炉中加热2.5小时，铸坯出加热炉温度控制在1200～1250℃，有效控制nb和ti微合金元素在高温段的析出损耗。s7、热连轧；粗轧采用3+3道次轧制，除鳞水全开，在2250mm热连轧机上进行精轧，精轧入口温度为1030～1050℃，热轧终轧温度控制在850～900℃，获得细小均匀的组织，同时减少氧化铁皮的产生。s8、轧后采用三段控制冷却工艺；第一段冷却速度控制在30～50℃/s，终冷温度控制在720～760℃；使材料进入铁素体相区析出铁素体；第二段空冷时间控制在6～12s，终冷温度控制在660～720℃；使材料获得一定数量铁素体；第三段冷却速度控制在30～50℃/s，卷曲温度控制在600℃以下，控制粗大碳化物形成削弱成形性。s9、热轧卷取温度控制在550～600℃，卷取后冷却至室温，使材料获得一定数量贝氏体和马氏体组织，同时使析出的第二相粒子尺寸更加细小、分布更弥散，提高产品强度。本发明采用c-mn-al元素组合，结合轧后控制冷却工艺可以有效的调节微观组织比例，结合nb-ti微合金化细化基体组织作用并强化基体，降低基体组织中硬相马氏体比例以降低产品屈强比，得到产品的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织。产品的屈强比低，能够满足产品生产的需要。各实施例选择表1所示的化学成分钢为原料。将铸坯经过加热炉加热、然后在2250mm热连轧机组进行轧制、冷却，主要工艺参数见表2。表2各实施例和对比例主要工艺参数实施例1本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比如表1中实施例1所示。本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，包括以下步骤：s1、铁水预处理；s2、转炉冶炼；s3、lf炉精炼；s4、rh真空脱气；通过铁水预处理、转炉冶炼和lf+rh双联精炼工艺和ca处理工艺，实现c、mn、al、nb、ti、cr、mo的化学成分控制，并提高p和s元素低含量水平控制，降低钢中夹杂物水平。s5、连铸；结晶器钢液面波动控制±3mm以内的稳定速度浇注，并进行动态压下处理，使用电磁搅拌，使得杂质上浮以获得好的铸坯内部质量。s6、铸坯送入加热炉中加热；铸坯在加热炉中加热2.5小时，控制铸坯出加热炉温度，有效控制nb和ti微合金元素在高温段的析出损耗。s7、热连轧；粗轧采用3+3道次轧制，除鳞水全开，在2250mm热连轧机上进行精轧，精轧入口温度为1030～1050℃，控制热轧终轧温度，获得细小均匀的组织，同时减少氧化铁皮的产生。s8、轧后采用三段控制冷却工艺；s9、控制热轧卷取温度，卷取后冷却至室温第一段冷却速度控制在30～50℃/s，终冷温度控制在720～760℃；使材料进入铁素体相区析出铁素体；第二段空冷时间控制在6～12s，终冷温度控制在660～720℃；使材料获得一定数量铁素体；第三段冷却速度控制在30～50℃/s，卷曲温度控制在600℃以下，控制粗大碳化物形成削弱成形性。本实施例的主要工艺参数见表2，最终获得的为热轧复相钢的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织，其相关的性能参数和碳当量见表3所示。实施例2本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比如表1中实施例2所示。本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，与实施例1的生产方法相同，其主要的工艺参数见表2，最终获得的为热轧复相钢的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织，其相关的性能参数和碳当量见表3所示。实施例3本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比如表1中实施例3所示。本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，与实施例1的生产方法相同，其主要的工艺参数见表2，最终获得的为热轧复相钢的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织，其相关的性能参数和碳当量见表3所示。实施例4本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比如表1中实施例4所示。本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，与实施例1的生产方法相同，其主要的工艺参数见表2，最终获得的为热轧复相钢的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织，其相关的性能参数和碳当量见表3所示。实施例5本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比如表1中实施例5所示。本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，与实施例1的生产方法相同，其主要的工艺参数见表2，最终获得的为热轧复相钢的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织，其相关的性能参数和碳当量见表3所示。实施例6本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比如表1中实施例6所示。本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，与实施例1的生产方法相同，其主要的工艺参数见表2，最终获得的为热轧复相钢的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织，其相关的性能参数和碳当量见表3所示。实施例7本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比如表1中实施例7所示。本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，与实施例1的生产方法相同，其主要的工艺参数见表2，最终获得的为热轧复相钢的组织为铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织，其相关的性能参数和碳当量见表3所示。对比例1本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比如表1中对比例1所示。本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，与实施例1的生产方法相比有所变动，其主要的工艺参数见表2，其相关的性能参数和碳当量见表3所示。对比例2本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢，其化学成分及质量百分比如表1中对比例2所示。本实施例的一种抗拉强度850mpa级热轧复相钢的生产方法，与实施例1的生产方法同，其主要的工艺参数见表2，其相关的性能参数和碳当量见表3所示。各实施例和对比例的力学性能及碳当量数据见表3表3实施例力学性能及碳当量编号rp0.2(mpa)rm(mpa)a80(％)屈强比ceq实施例1588896150.660.55实施例2568867180.660.53实施例3596895160.670.53实施例4612910150.680.53实施例5582883170.660.49实施例6592896150.660.58实施例7622921160.680.50对比例1650796180.820.44对比例2583820190.720.38其中：rp0.2－屈服强度；rm－抗拉强度；a80－标距为80mm的断后延伸率；ceq-碳当量。实施例1-7均为满足本申请化学成分配比的实施例，最终获得的是铁素体、马氏体和粒状贝氏体组成的混合组织，其强度优异，并且其屈强比均低于0.7，在结构件的制造生产过程中使用，所生产的结构件抗冲击能力优异，大幅提升结构件的安全性能。对比例1的化学成分配比与实施例1-7相似，在三段冷却过程中进行调整，对比例1的产品屈强比较高，不能用作安全结构件的使用。对比例2在成分上舍去mo元素，所得产品屈强比有所欠缺，达不到预想的需求。当前第1页1 2 3 

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