[发明专利]一种650MPa级低Si含Cr热轧双相钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，特别涉及到一种抗拉强度达到650MPa级的低Si含Cr热轧双相钢板及其制造方法。本发明的双相钢板主要适用于汽车领域。

背景技术

近年来，随着汽车工业的迅速发展，优化汽车构件的先进制造技术和减轻结构质量成为各方关注的焦点，特别是由于燃料和原材料成本原因及环保法规对汽车排放的严格限制，使汽车结构轻量化显得日益重要。据研究，车重每减轻10％，可节省燃油3％～7％。

实现汽车结构的轻量化最主要的方法是采用轻体材料。在早期的汽车制造中，汽车冲压件多采用普通的低碳钢，为了减轻车重，人们开发了低合金高强度钢(HSLA)，但是这种材料塑性低，导致了冲压成型困难。由软相铁素体和硬相马氏体组成的双相钢与普通低合金高强度钢相比，具有更优越的力学性能和成形性能，因而可广泛应用于汽车工业。

目前各钢厂和研究机构已开发出多个级别的热轧双相钢板，但其仍然存在一定缺陷，主要可分为两个方面：一是成分中含有较高的Si元素或贵重合金元素(如Mo)，使钢材分别出现表面质量较差、成分较高等问题，很难打入市场；另一大缺陷为终轧后冷却路径复杂，导致钢板的性能波动较大，且对于Si-Mn系热轧双相钢而言，还存在卷取温度较低，对卷取设备的要求较高等问题。这些都对热轧双相钢板的大规模生产应用产生较大影响。

公开号为CN101717886A的专利中提出了一种抗拉强度为650MPa级的热轧双相钢板及其制造方法，虽然其成本较低，轧后冷却工艺也相对简单，但其成分中Si含量较高，这将导致钢板出现表面质量问题，同时其卷取温度较低(低于300℃)，这又要求卷取设备具有较强的卷取能力，而传统热连轧机组的卷取能力达不到要求。公开号为CN1807670A、CN1807669A和CN101880825A的专利中也出现类似问题。公开号为CN1793400A的专利中提到的热轧双相钢板的生产方法则是在终轧后采用分段冷却工艺，这将导致冷却工艺的复杂难以控制，从而影响到钢板最终组织和性能的均匀性。而公开号为CN1970813A的专利中提到的热轧双相钢的生产方法除了在轧后采用分段冷却工艺外，其成分中的Si含量也较高。

鉴于上述问题，开发成本低，且采用简单冷却路径和中温卷取方法生产的热轧双相钢板成为当前趋势。

发明内容

针对热轧双相钢板生产的现存问题，本发明提供了一种低成本、易生产、综合性能良好的650MPa级低Si含Cr热轧双相钢板及其制造方法。

本发明以C-Si-Mn系热轧双相钢成分为基础，在降低Si含量的同时，添加一定量的Cr元素，并在轧后采用简单冷却路径，获得强度级别达到650MPa，显微组织为铁素体与马氏体的双相钢板。

本发明的化学成分为，按质量百分数：0.06％～0.15％C、0.05％～0.5％Si、1.0％～1.8％Mn、0.01％～0.08％Als、0.3％～1.5％Cr，并限制P＜0.02％、S＜0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。

最终组织中铁素体体积分数为80％～90％，马氏体体积分数为10％～20％，钢板的延伸率高于25％，n值大于0.19。

本发明的650MPa级低Si含Cr热轧双相钢板的制造方法包括以下步骤：

(1)加热工艺：将板坯加热到1200±20℃，保温时间1-3小时；

(2)轧制工艺：采用两阶段控制轧制，再结晶区压下率＞60％未再结晶区压下率＞70％；再结晶区开轧温度大于1050℃，未再结晶区开轧温度为900～940℃，终轧温度为820～880℃。

(3)冷却工艺：终轧后采用连续层流冷却，冷却速率为20～40℃/s，卷取温度为530～600℃，成品厚度为3～10mm。

本发明钢板成分主要作用为：

C：主要是形成所需数量的马氏体和保证钢的强度。考虑焊接性等，要求限制C含量在0.2％以下，而C太低则不易得到双相组织，最优范围为0.06％～0.15％。

Si：可以扩大Fe-C相图的α+γ区，有利于保持双相钢强度、延性等性能的稳定性和重现性。Si还加速碳向奥氏体的偏聚，对铁素体中的固溶碳有“清除”和“净化”作用。然而，Si含量过高会给热轧表面质量和涂镀带来麻烦。本发明的主要特征之一就在于大幅度的降低Si含量，从而改善钢板的表面质量，因此最优成分设为0.05％～0.5％。