[发明专利]一种高强度冷成型薄钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种高强度冷成型薄钢板及其制造方法。

背景技术

对于应用在薄壁型部件诸如汽车和建机等结构部件，除了要求钢板的厚度越来越薄，同时还要具有高强度和优良综合力学性能，以减轻自重，大幅度地提高其承载能力，增加物流企业的经济效益。另外，空行程时也可大幅度地降低燃油消耗量，降低运输成本。而且，高强度钢的使用能够减少钢材用量，对环保、节能和节约原材料将大有裨益。 

有关高强度冷成型热轧卷板方面的技术虽然已有文献公开，但都存在生产成本高的问题。如：

申请号为200610116562.8的中国专利提供了一种高强度冷成型热连轧钢板及其生产方法。其化学成分如下：C: 0.05—0.10wt％，Si: 0.10—0.50wt％，Mn: 1.0—2.0wt％，P≤0.025wt％，S≤0.010wt％，Nb: 0.03—0.08wt％，Ti: 0.05—0.15wt％，Mo: 0.10—0.50wt％，Ca：0.0010—0.0050wt％，Al: 0.01—0.05wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。该钢种的屈服强度可达700 N/mm²以上。但是，钢中加入了贵重元素Mo，导致钢种成本明显增加。

公开号为CN1563468A，名为“冷成型高强度焊接结构钢的生产方法”的中国专利以低碳—锰为基础，添加Cu 、Ni、Mo、V等贵重的合金元素，通过控轧控冷工艺来实现最终性能。其不足之处是：为了提高钢材的强度，成分设计中加入较高含量的贵重合金元素，不仅提高了钢的成本，同时对钢的焊接性能还带来不利影响，而且该钢种的屈服强度只能达到≥500 N/mm²、抗拉强度达到590 N/mm²以上。

新日铁在中国申请的公开号为CNl639371A，名为“弯曲加工性优良的耐候性高强度钢板及其制造方法”的专利，其不足之处在于钢中加入了较多的合金元素，如Ni含量最高达2.0％，Ti含量最高达0.2％，较高的合金元素不但造成了成本大幅度上升，同时增加了生产上的难度，生产工序多，生产操作复杂。

公开号为CN101736199A，名为“高强度冷成型焊接结构用热轧带钢及其制造方法”的中国专利提供一种高强度冷成型热轧卷板的制造方法。不足之处，经过生产实践该钢板的轧制工艺只能局限于生产厚度≥4mm屈服强度 600MPa级别以上的卷板，且添加合金元素Cr来提高强度，增加成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术所存在的不足，提供一种低成本高强度冷成型薄钢板及其制造方法。钢板的屈服强度≥600MPa，延伸率≥18，钢板厚度≤3mm。

本发明高强度冷成型薄钢板的化学成分重量百分比为：C：0.04%～0.09%、Si：0.05%～0.50%、Mn：1.50%～1.80%、Nb：0.035%～0.070%、Ti：0.050%～0.08%、Als：0.010%～0.070%、P≤0.025%、S≤0.015%、[N]≤0.0080%，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明薄钢板所选合金元素的主要作用在于：

C：碳对钢的强度、韧性、焊接性能影响很大。C含量低于0.04％时难以获得足够的强度；碳高于0.09%时，在生成组织中珠光体含量增加，使钢的冷成型性能和韧性下降，同时由于成分进入包晶区，容易发生结晶器漏钢事故和铸坯表面质量缺陷，连铸时难度增加。

Mn：锰是提高强度和韧性的有效元素，而且成本十分低廉，因此在本发明中把Mn元素作为主要合金元素，但是Mn含量太高时，容易产生偏析缺陷，造成组织不均匀，影响冷成型性能。一般控制在1.50%～1.80%。

Nb：铌是控轧控冷钢中的重要元素，它能够有效地延迟变形奥氏体的再结晶，阻止奥氏体晶粒长大，提高奥氏体再结晶温度，细化晶粒，同时改善强度和韧性，而且具有强烈的析出强化作用，可以显著地提高钢的屈服强度。根据本发明的目的，控制Nb：0.035%～0.07%。

Ti：钢中加入钛，具有二个方面的作用。一方面是为了固定钢中的氮元素，形成氮化钛质点，阻止钢坯在加热、轧制、焊接过程中晶粒的长大，改善母材和焊接热影响区的韧性。另一方面，钛能够在铁素体中析出TiC，在大幅度提高钢的强度的同时，对钢的塑性影响不大。Ti低于0.05%时，强化效果差且随工艺变化波动大，不能够稳定达到本发明的目标强度，Ti超过0.08%时，连铸难度大，且使钢的韧性恶化。因此，本发明控制Ti：0.05%～0.08%。