[发明专利]冷轧高强度双相带钢及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种带钢及其制造工艺，尤其涉及一种冷轧高强度双相带钢及其制造工艺。

背景技术

汽车工业出于减重的需要，要求使用更薄的钢板；同时，出于对安全的要求，必须使用高强度钢板，以保证足够的结构强度。因此，高强钢在汽车制造业有较好的应用前景。其中，抗拉强度在780Mpa左右的高强度双相钢用量最大，因为这种强度级别的钢，在强度和成形性兼顾较好。为了提高双相钢的强度，钢中必须加入较高的碳和合金元素，以保证钢具有一定的淬硬性。但在添加了较高的合金元素后，铸造过程中容易发生严重的成分偏析，造成后续的材料由于成分不均匀和组织不均匀，出现带状组织和力学性能的不均匀和不同方向上力学性能的较大差异。带状组织在抗拉强度590Mpa以上的高强钢中就比较严重，如何消除带状组织，获得组织分布均匀的冷轧双相钢是高强度钢需要解决的重要问题。磷化性是指汽车用钢板在涂漆前进行的表面磷化处理，目的是改善涂漆的附着力和表面质量。通常要求磷化膜组织均匀致密。高强钢由于添加了较多的合金元素，表面会富集这些合金元素，有时高达十几倍。表面合金元素富集做出表面形成氧化膜，不利于磷化过程的均匀反应，易造成磷化膜粗大、疏松等缺陷，不符合汽车制造的要求。磷化性能差也是高强度钢在汽车制造方面的常见问题。

钢的带状组织主要是成分偏析引起的，偏析则发生于钢水凝固过程中，首先析出凝固的钢水成分和后续析出的成分含量不一样，溶解在钢水中的合金元素浓度会越来越高(或越来越低)，最终造成凝固的组织中先凝固的部分和后凝固的部分合金元素含量差别非常大。成分偏析的区域在热轧过程中被变形拉长，最终形成带状组织。带状组织通常含有高的合金元素，并且由于这些合金元素扩散困难，很难通过加热消除，合金元素的富集吸引碳也富集在同样区域，造成双相钢淬火后形成呈带状分布的又硬又脆的马氏体，对性能的危害较大。磷化性能主要与合金元素表面富集有关，在通常的退火条件下，合金元素扩散到表面，和保护气氛中的氧反应，形成氧化膜，阻碍了磷化液和铁的正常反应，造成磷化膜粗大或者疏松，影响后续的涂漆的附着性能，使之不符合汽车制造的要求。

通过查新检索到连续退火生产的强度约为780Mpa的冷轧双相钢的发明专利如下：

专利号为CA2526488的化学成分为：0.05-0.09％C，0.4-1.3％Si，2.5-3.2％的Mn，可以选择添加0.05-0.5％的Mo或者0.05-2的Ni，≤0.05％P，S≤0.08*Ti-3.43*N+0.004，≤0.006％N，0.005-0.10％Al，≤0.045％Ti，也可以添加≤0.04％Nb或者≤0.0015％B，可以添加Ca进行处理；其它为Fe和不可避免杂质组成。要求贝氏体含量大于7％，Pcm≤0.3，通过Ar3以上温度热轧，700℃以下卷取，冷轧、700-900℃之间退火，550-700℃开始快速冷却，最终获得强度最小为780Mpa的高强度钢。该钢具有局部变形能力强，焊接区域硬度低的特点。该钢设计采用了较高的Mn含量，必然会造成严重的带状组织，从而造成力学性能的不均匀性；另外，加入了高Mn的情况下，又加入了比较多的Si，提高碳的活度，加剧C在富Mn区的偏聚，既不利于获得均匀的组织，也不利于磷化性能。

专利号为EP1659191A1介绍了一种抗拉强度大于780Mpa的高强度钢的制造方法，其化学成分为：0.04-0.13％C，0.30-1.2％Si，1.0-3.5％Mn，最多不超过0.04％的Cu，≤0.01％S，≤0.07％Al，≤0.05％Ti，≤0.05％Nb，此外单独加0.02-0.5％Cr或0.05-0.3Mo或0.05-0.5Ni或0.0005-0.02％B，其它为Fe和不可避免杂质组成。该发明钢经热轧、450-650℃卷取、770-880℃退火、10-50℃/s冷却到340℃以下，可以获得780Mpa以上的抗拉强度的双相钢。该钢具有10％以上的马氏体体积含量，马氏体强度高达8Gpa，具有好的碰撞抗冲击性能。该发明钢加入了较多的合金，Mn的上限很高，又加入了比较多的Si，加剧C在富Mn区的偏聚，既不利于获得均匀的组织，也不利于磷化性能。