[发明专利]抗拉强度为440MPa级热轧高扩孔钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体地，本发明涉及热轧高扩孔钢板材料。

背景技术

近年来，由于人类环境保护意识日益增强，降低汽车的油耗及减少CO₂的排放已经成为了一个全球共同的呼声，在为了达到这一目标的多种措施中，汽车减重则是一个非常有效的手段。这一全球性的趋势以及对汽车安全性重视，带来了对各种先进的高强度、加工性能良好的新型钢铁材料的需求。

热轧钢板主要用于轿车底盘、车轮、悬挂及其周围部件，它的重量大约占车体总重量的25％以上。在现有技术中，具有优良加工性能的高强度热轧钢板的组织有：铁素体-马氏体组织，由铁素体、贝氏体组织所构成的混合组织，或者以贝氏体或铁素体为主体的大致单相组织。其中，对于铁素体+马氏体组织，由于具有延展性高、疲劳特性优良的特性，正在汽车车轮等方面获得应用。然而，由于汽车行走零部件具有非常复杂的形状，要求钢板具有良好的冲压成形性，其中较高的扩孔(或翻边)性能即是一个非常重要的指标要求。而在铁素体+马氏体组织中，从变形的初期开始便在马氏体周围产生微小空隙而生成裂纹，因而是扩孔性变差，这在汽车行走零部件等要求高扩孔性的用途方面是不合适的。

为满足钢板在轿车底盘上的使用条件，一般有两种选择，一种是使用强度降低的钢板(≤300MPa)，以获得较高的扩孔性能；另一种是在零件设计中减少翻边量，以降低对钢板扩孔性能的要求。随着汽车用钢强度的不断提高，传统汽车用钢的扩孔率随之降低，已难以满足轿车底盘对钢板扩孔率的要求。而随着汽车设计对底盘结构的要求日益提高，其零件形状日趋复杂，强度要求不断提高，对钢板扩孔率也有所增加，高扩孔钢已成为一个重要的汽车用钢品种。

高扩孔钢厚度一般不大于6mm，普通SAPH碳-锰系钢板等的扩孔性能往往比较低(≤70％)，不能满足汽车底盘一些形状复杂零部件的成形性能要求。另外，作为汽车底盘用材料，高扩孔钢必须有足够的强度，而一般钢铁材料的强度提高后通常会带来成形性能的下降，如塑性降低、扩孔率减少。

US 20060096678公开了一种热轧钢板，其强度为780MPa以上，延伸率为22％以上，扩孔率为60％以上。

US 4415376公开了一种热轧钢板，屈服强度为80ksi以上，扩孔率为58％以上，并采用Nb、V强化。

JP2006124773公开了一种热轧高强钢板，采用C-Si-Mn成分，抗拉强度与扩孔率之积为40000(MPa％)以上。

JP2006063394公开了一种热轧高扩孔钢，碳含量0.20～0.48％，其抗拉强度也是≥440MPa，但其扩孔率仅为≥70％，且热轧后还要进行640℃的退火处理。

如果钢板在具有足够强度的同时具有一定的塑性和优良的扩孔率，在复杂形状零部件的成形加工(特别是小直径曲面翻边)时就可以避免开裂现象的产生。

本发明通过调整化学成分及生产工艺，获得了一种抗拉强度为440MPa级热轧高扩孔钢板，从而完成了本发明。

因此，本发明第一个目的在于提供一种抗拉强度为440MPa级热轧高扩孔钢板。

本发明第二个目的在于提供这种抗拉强度为440MPa级热轧高扩孔钢板的制造方法。

发明内容

本发明一方面提供一种抗拉强度为440MPa级热轧高扩孔钢板，所述钢板包括以下化学成分(wt％)：C：0.01-0.06％、Si：0-0.6％、Mn：0.8-1.3％、P≤0.035％、S≤0.010％、Al：0.025-0.060％、N≤0.0060％、Nb：0-0.25％、其余是Fe和不可避免的杂质。

本发明提供的这种钢板，一个优选的实施方式为，还可以包括以下化学成分：Ti≤0.03％、Ca＜0.0050％。

上述各合金元素的作用如下所述：

C：用于形成足够碳化物强化相，以保证钢的强度级别，C太低强度达不到要求，C太高对焊接性能和成形性能不利。

Si：在钢中起固溶强化作用，太高容易使钢板表面产生红铁皮等表面缺陷。

Mn：是固溶强化元素，低于1.6％钢的强度不足，太高会使钢的塑性下降。

P、S：是钢中的杂质元素，含量应越低越好。

Al：是钢中的脱氧元素，减少钢中的氧化物夹杂、纯净钢质，有利于提高钢板的成形性能。

Nb、Ti：是有效细化晶粒、提高强度和韧性的元素，以碳化物和碳氮化物的形式存在于钢中，加入量低于0.01％强化效果小。

Ca：可改变钢中硫化物的形态，提高钢板的塑性和韧性。