[发明专利]一种铁素体贝氏体先进高强度钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种先进高强度钢板，具体地说是涉及一种组织为铁素体和贝氏体的先进高强度钢板及其制造方法。该钢板具有较好的成形、扩孔、冷弯和低温冲击韧性，可用于汽车、工程机械等行业。

背景技术

先进高强度钢作为一种重要的钢铁材料，被广泛应用于汽车、工程机械等行业。随着我国汽车、工程机械等行业的飞速发展，以及各类军用及民用设备的复杂化、大型化及轻量化对该类钢提出了更高的要求，即用于制造这些设备的先进高强度钢板不但要求具有更高的硬度、强度，而且还要求良好的成形、扩孔、冷弯、低温冲击韧性等诸多性能。近几十年来，先进高强度钢板的开发与应用发展很快。这类钢是在低合金高强度可焊接钢的基础上发展起来的，其生产工艺相对低合金高强度钢而言更加复杂，一般采用轧后分段冷却或直接淬火加回火的方式生产。

传统板带轧机或厚板轧机在生产汽车、工程机械用先进高强度钢板时，多添加较多的Cu、Ni、Cr和Mo等贵重合金元素，成本较高。随着热轧或厚板轧机轧制及冷却技术装备的发展，分段冷却控制技术、超快冷和在线感应加热回火已成为可能。利用这些冷却控制技术及在线回火技术，可有效降低先进高强度钢中的贵重合金元素含量，对于一些热轧薄板而言，甚至无需添加贵重合金元素，仅需碳、硅、锰、铝即可实现钢板的各项组织、性能要求。目前先进高强度钢开始向低成本经济型和高性能方向发展。国内钢厂生产先进高强度钢所加的合金元素多为Nb、V、Ti等微合金元素。对于强度级别更高的汽车、工程机械等行业用高强度钢，还需要补充一定量的Cu、Ni、Cr、Mo等元素提高性能。值得一提的是，近几年中国在先进高强度钢领域的技术发展取得了长足进步，宝钢、鞍钢等热轧和中厚板厂均能够生产汽车、工程机械行业使用的先进高强度钢板。国内先进高强度钢成分设计总体采用低碳及Si-Mn-Cr-Mo-Nb-Ti-V组合方式，大多以控轧、直接淬火+离线回火或离线淬火+离线回火状态交货。

传统的汽车用热轧双相钢大多为铁素体马氏体组织，其强化相为马氏体组织。而采用铁素体贝氏体双相组织，其强化相贝氏体相对于马氏体而言，具有更好的翻边、扩孔、拉伸以及冲击韧性。所以，铁素体贝氏体双相钢可用于较厚的且成形性复杂的汽车及工程机械零部件，如车轮等等。

目前，国际上有关屈服强度在500MPa左右及以上的铁素体贝氏体先进高强度钢板的制造方法已经形成多项专利。经检索，相关的专利列于表1和表2。以下从冶金生产的合金设计、工艺控制和产品性能对相关专利进行详细的比较。

CN101643880、CN101603153A和CN101603150A均采用轧后的分段冷却获得铁素体贝氏体双相组织，成分主要以碳硅锰为主添加一定的Cr、Nb以及其它合金元素。其中CN101643880获得的抗拉强度仅为490MPa及以上。

CN101914723A是一种抗大应变管线输送用钢，也能获得类似铁素体贝氏体双相组织的低屈强比。但其添加的合金元素很多，且生产工艺复杂，轧后需空冷待温20-100s，大大降低了轧线的生产效率，且成分中添加的Nb含量较高。

WO9820180A1、US6190469B1是一种TRIP钢，组织中除了铁素体贝氏体外，还含有一定量的残余奥氏体。成分中添加了较多的贵重合金元素Cu、Ni，且该钢终轧温度较低，对轧机设备的要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁素体贝氏体先进高强度钢板及其制造方法，所述钢板的屈服强度大于等于500MPa。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种铁素体贝氏体先进高强度钢板，其主要成分以重量比计包括：C：0.05～0.10%、Si：0.35～1.55%、Mn：1.52～1.85%、P：￡0.015%、S：￡0.005%、Al：0.015～0.040%、N：￡0.006%，余量为铁和不可避免杂质。

本发明所述钢板成分根据板厚和性能要求还可选择添加Nb：￡0.025%、Ti：￡0.02%、Cr：￡0.30%中的一种或以上。

本发明所述铁素体贝氏体先进高强度钢板的制造方法，包括以下步骤：

（1）钢水经真空脱气处理后进行连铸或模铸，模铸后需经初轧成钢坯；

（2）连铸坯或钢坯经1100～1200℃加热后在板带轧机或厚板轧机上进行多道次轧制，总压下率≥70%，终轧温度≥840℃；