[发明专利]一种超高强度冷轧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于高强钢生产技术领域，特别涉及一种超高强度冷轧钢板及其制造方法。

背景技术

高强度钢板由于在保证强度的情况下，可有效地减轻自重，已经引起了业内的广泛关注。这类钢主要应用在高速火车车厢、特种集装箱、汽车的制造上，在提速、增加装载量、延长设备使用寿命和降低能耗成本都起着重要的作用。在结构轻量化的过程中，设计人员最担心的是刚度的下降。对不普通高强钢，这一问题非常突出，因为轧制缺陷较多的钢板在车辆使用过程中很容易在低于屈服极限的疲劳应力下失效，即产生疲劳裂纹。屈服强度700MPa级超高强度钢板的屈服极限是普通高强钢的2倍以上，所以即使板厚适当减薄后弯曲界面模量下降，结构强度仍然可以抵抗最大正应力。该产品在要求高的强度的同时要求良好的耐腐蚀性能、成形性能和焊接性能，是该类产品中强度级别最高、技术难度最大的产品。近几年，国内一些钢厂宝钢、鞍钢、珠钢等都相继开发出了这种热轧高强度钢板产品，但是超高强度冷轧钢板尚没有得到普遍应用，市场急需价格合理、性能优良的产品。

经过查新检索到如下有关超高强度冷轧钢板的专利：

专利公开号为CN 1386139A的“超高强度冷轧钢板及其制造方法”的专利中，虽然屈服强度达到800MPa以上，但是其在后续的退火过程中需要采用快冷的连续退火设备，增加了制造成本。

2009年公开的“一种高强度冷轧连续退火用TRIP钢板及其制备方法”(专利公开号为CN 101363102A)的专利中，虽然屈服强度在600MPa以上，且具有良好的延伸率，但是不能满足集装箱、汽车等行业的轻量化要求。

2009年公开的“一种超高强度冷轧耐候钢板及其制造方法”(专利公开号为CN 101376950A)的专利中，该方法制造的钢板的化学成分如下：C：0.09～0.16％、Si：0.20～0.60、Mn：1.00～2.00、P：≤0.030、S≤0.015、N≤0.008、Al：0.02～0.06、Cu：0.20～0.40.、Cr：0.40～0.60、Mo：0.05～0.25、Nb+Ti：0.04～0.08、其它为Fe和不可避免的杂质。本发明采用的成分设计与该发明有明显的差别，且性能水平相当。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的第一个目的在于提供一种超高强度冷轧钢板，另一个目的在于提供这种超高强度冷轧钢板的制造方法。

本发明为了实现上述目的的手段如下：

(1)一种超高强度冷轧钢板，其特征在于：以质量百分比计含有0.05～0.08％C、0.10～0.40％Si、0.50～1.0％Mn、0.008～0.030％P、S≤0.006％、0.08～0.20％Ni、0.20～0.55％Cu、0.30～0.60％Cr、0.015～0.045％Al、0.06～0.13％Ti，余量为Fe以及不可避免的杂质。

(2)一种超高强度冷轧钢板的制造方法，经冶炼、浇铸成板坯后热轧，其特征在于：

a)在热连轧生产线上生产，板坯在1250℃以上加热，精轧开轧在980～1100℃的温度范围内进行，终轧在880～950℃温度范围内进行，卷取在580～690℃温度范围内进行；

b)热轧后的钢板经酸洗后在冷轧机上进行冷轧，冷轧压下率控制在50～70％。冷轧后在连续退火机组进行退火，退火温度在690～800℃。

本发明所以选择以上合金元素种类及其含量是因为：

C元素是强化元素。除了具有固溶强化作用以外，与Ti形成细小的碳化物，也能够作为析出强化使用。本发明中限定C的含量在0.05-0.08％。

Si是炼钢脱氧的必要元素，具有一定固溶强化的作用。低于0.10％，冶炼成本增加，高于0.40％，易于导致热轧钢板表面粗糙，并最终影响冷轧板的表面质量，因此控制其在范围在0.10％～0.40％。

Mn具有较强的固溶强化作用，能显著降低钢的相变温度，细化钢的显微组织，是重要的强韧化元素，但Mn含量过多会使淬透性增大，从而导致可焊性和焊接热影响区韧性恶化，所以将其含量控制在0.50～1.0％。

P是对强度升高有效且对耐候性提高有益的元素，但对于屈服强度超过700MPa的超高强度钢板的制造，可能会引起板坯脆化，焊接性也会恶化，因此本发明P的含量控制在0.008～0.030％。

S与钢种Mn形成MnS，该硫化物容易变形，通过轧制而变长，从而是钢材的弯曲性和加工性劣化。特别是高强度钢材，为了改善裂纹敏感性，尽量越少越好，本发明控制在0.006％以下。