[发明专利]一种1000MPa级冷轧热镀锌双相钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧热镀锌用高强钢板技术领域，提供了一种1000MPa级冷轧热镀锌双相钢及其制造方法。

背景技术

为了减轻汽车自重，实现其节能、环保、安全的目的，双相钢等先进高强钢的研究与开发成为各国学者们的关注热点。双相钢具有低的屈强比、高的初始加工硬化率、较高的碰撞能量吸收能力、良好的强度与延性的匹配等优点，是一种成形性良好的高强度新型冲压用钢。双相钢在汽车的辅助零件、车身结构、悬架、底盘等中都有较多的应用，其中以车身结构的用量最大。在ULSAB计划和ULSAB-AVC计划中，双相钢占整个车身结构的74％。

镀锌钢板能保证汽车具有良好的耐锈蚀穿孔能力，近十年来，在汽车车身上的使用量大幅度增加，特别是高强度汽车用深冲镀锌钢板。汽车内、外板和结构件大量地使用镀锌钢板，其使用量平均占80％以上，不少车型百分之百的使用镀锌板。长期以来，由于我国镀锌板生产尚存在诸多问题，我国轿车用镀锌板多为进口，尤其是高档轿车的镀锌板。因此，为满足我国汽车行业对高品质镀锌钢板的迫切需求，尤其是先进高强度热镀锌双相钢的开发相当必要。目前，强度级别为1000MPa的冷轧热镀锌双相钢在国内尚属空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种1000MPa级冷轧热镀锌双相钢及其制造方法，采用Cr、Mo来代替Si，以扩大奥氏体+铁素体两相区，提高双相钢的淬透性。同时，通过添加Nb、Ti细化晶粒来提高钢的强度、韧性，使钢具有良好的可焊性、使用性。

本发明针对热镀锌线工艺特点，在钢中添加少量Cr元素，用以改善临界区退火时所形成的奥氏体岛的淬透性，促进碳向奥氏体扩散，降低铁素体的屈服强度，更有利于获得低屈强比的双相钢。同时，向钢中复合添加适量微合金元素Nb和Ti，形成细小的二相粒子，细化晶粒尺寸，从而提高钢板力学性能。

通过制定合理的工艺参数可以有效利用合金元素，最大限度的提高双相钢的综合性能，因此高强度双相钢的成分设计与工艺参数的制定应相互结合。

镀锌线与连续退火生产线相比，冷却能力较低，而且还要经过锌锅，所以冷轧热镀锌双相钢与冷轧连退双相钢在合金设计上存在明显的差别。传统的冷轧连退双相钢主要是C-Si-Mn系，并且由于连退生产线的冷却速度足够大，完全可以通过Si、Mn的添加来提高淬透性。冷轧热镀锌双相钢的成分设计主要考虑以下问题：一是要添加足够量的合金元素来提高基板的淬透性，满足镀锌线的冷却速度；二是要考虑基板的可镀性和焊接性能，添加的元素数量和种类加大，必将影响到材料的焊接性，增加生产成本。

本发明采用Cr、Mo来代替Si，以扩大奥氏体+铁素体两相区，提高双相钢的淬透性。本发明的化学成分质量百分比：

C：0.06％～0.18％，Si≤0.10％，Mn：1.20％～2.50％，Mo：0.05％～0.50％，Cr：0.05％～0.60％，Al：0.005％～0.05％，Nb：0.01％～0.06％，Ti：0.01％～0.05％，P≤0.02％，S≤0.01％，N≤0.005％，余量为铁及不可避免杂质。

进一步优化为(质量百分比)：C：0.08％～0.14％，Si≤0.06％，Mn：1.60％～2.10％，Mo：0.15％～0.40％，Cr：0.20％～0.40％，Al：0.005％～0.03％，Nb：0.01％～0.03％，Ti：0.01％～0.02％，P≤0.015％，S≤0.008％，N≤0.004％，余量为铁及不可避免杂质。

本发明合金成分设计的理由如下：

C：碳是重要的固溶强化元素，是获得高强度双相钢的保证。如果其含量过低，退火时奥氏体的含量就会减少，生成的马氏体量也随之减少，难以达到1000MPa级，所以其含量不能低于0.08％。而碳含量过高，铁-锌反应就会剧烈，铁的重量损失加大，同时铁-锌合金层越厚从而使镀锌层粘附性变坏并易造成锌表面出现锌瘤缺陷。所以其含量一般不超过0.14％。

Si：硅可以扩大Fe-C相图的α+γ区，使临界区处理的温度范围加宽，改善双相钢的工艺性能，有利于保持双相钢强度、延性等性能的稳定性和重现性。然而，高的Si含量有害于板材表面质量，对于热镀锌双相钢来说，Si含量太高时会直接影响基板的可镀性，同时该元素也是受焊接性限制的主要元素之一。通过限制Si含量，也能够避免在热轧表面出现红鳞，其含量优选为≤0.06％。