[发明专利]一种抗拉强度580MPa级铁素体贝氏体热轧双相钢及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种抗拉强度580MPa级铁素体贝氏体热轧双相钢及其制备方法。

背景技术

    随着汽车行业的发展，为了实现汽车轻量化、降低油耗和改善整车安全性等目标，近年来新钢种的研发主要集中在开发具有良好综合性能的先进高强度钢，如铁素体/马氏体双相钢、铁素体/贝氏体双相钢、相变诱导塑性钢、孪晶诱导塑性钢等。对于双相钢来说，由于其具有优异的综合性能，如低的屈强比、高的形变硬化率，保证冷成形后具有较高的强度，不出现明显的屈服点，具有高均匀应变量和断裂应变量等优点，在汽车工业和其它方面具有广泛的应用，因此，研制开发性能优良的双相钢产品具有广阔的市场前景。

20世纪80年代初，Sudo等率先研究了铁素体/马氏体双相钢，为了改善热轧高强度钢板的延伸凸缘性能，提出了低温卷取工艺的C-Mn-Nb钢、C-Si-Mn-Nb和C-Si-Mn-Cr钢，以贝氏体取代马氏体组织，形成了铁素体/贝氏体组织的工艺方法。90年代初，日本神户钢铁公司开发了KBHF-B系列铁素体/贝氏体双相钢，其成分设计以C-Si-Mn-Nb-Ti为主，其强度达到500～600MPa级别，考虑到成形性和可焊性，将碳含量控制在较低水平，同时，为了保证钢板的力学性能，加入较多的Nb、Ti和Cr等元素，合金成本相对较高。日本NKK公司通过优化C、Ti和Mo等元素的比例，采用低C水平和添加一定量的Mo，其目的是为了避免珠光体的形成，获得NKHA540SF、NKHA590SF和NKHA780SF等系列热轧铁素体/贝氏体双相钢，相应产品具有良好的强度及塑性指标。国内宝钢已经开展了铁素体/贝氏体型的双相钢产品的开发研制工作，一汽与宝钢试制的B490SXR、B540SXR等热轧钢板，用于卡车用车厢横梁和纵梁，其成分设计主要为C-Si-Mn-Nb系。国内学者徐平光、周乐育、李龙等通过优化轧制和冷却工艺，研究了仿晶界型铁素体/贝氏体复相组织，分析了Si、Mn、Nb、Mo等合金元素对组织与性能的影响规律。

综上所述，对于抗拉强度为580MPa级铁素体贝氏体热轧双相钢来说，国外研发相对较早，而国内正处于研制开发阶段，从成分设计来说，都加入了较多的Nb、Cr和Mo等合金元素，生产成本较高，如果能通过成分设计及工艺优化，降低合金元素用量，保证产品性能，必将提升产品的附加值。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明提供一种抗拉强度580MPa级铁素体贝氏体热轧双相钢及其制备方法，目的是通过合理的成分设计，以及通过控轧控冷工艺使带钢的抗拉强度高于580MPa的铁素体/贝氏体双相钢。

本发明的一种抗拉强度为580MPa级铁素体贝氏体热轧双相钢的化学成分按重量百分比为：C 0.06~0.12%，Si 0.40~0.80%，Mn 1.20~1.60%，Ti 0.05~0.10%，P＜0.012%，S＜0.01%，余量为铁Fe，其屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥580MPa，断后伸长率≥25%，屈强比≤0.75，扩孔率≥80%。

本发明的制备方法按以下步骤进行：

（1）按设定成分冶炼钢水并铸成铸坯，设定成分按重量百分比为C 0.06~0.12%，Si 0.40~0.80%，Mn 1.20~1.60%，Ti 0.05~0.10%，P＜0.012%，S＜0.01%，余量为铁Fe，铸坯厚度为220~250mm；

（2）将铸坯加热至1220~1250℃，进行5~7道次粗轧，粗轧开轧温度为1120~1170℃，终轧温度为980~1070℃，获得厚度为38~58mm的中间坯；

（3）对中间坯进行5~7道次精轧，精轧开轧温度为950~1020℃，终轧温度为800~850℃，精轧每道次压下量控制在15~40%，精轧后带钢厚度为2~6mm；

（4）精轧后以10~30℃/s的速度将带钢冷却至680~720℃，空冷到620-650℃，然后以25~60℃/s的速度冷至400~500℃，进行卷取，获得热轧带钢产品，其屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥580MPa，断后伸长率≥25%，屈强比≤0.75，扩孔率≥80%。

本发明是采用低碳成分设计，通过添加一定量的微合金元素钛和控轧控冷工艺，生产抗拉强度大于580MPa，断后伸长率不低于25%，屈强比≤0.75，扩孔率≥80%，具有良好强度及成形性能的热轧钢带，其金相组织为细小的铁素体/贝氏体组织。

本发明中钢种成分的设置考虑了以下几点：