[发明专利]一种抗拉强度400MPa级冷轧双相钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁材料领域，是一种汽车用冷轧双相钢，特别涉及一种抗拉强度400MPa级冷轧双相钢板及其制备方法。

背景技术

通过提高钢板强度来减轻车身重量，达到节能降耗，减少环境污染是当今汽车工业研究的重要课题。由于双相钢具有低的屈强比、高的初始加工硬化率、抗时效稳定性较好、较高的碰撞能量吸收能力、高的烘烤硬化值、优异的焊接性能、良好的强度与延伸性能的匹配等优异的综合性能，在ULSAB项目中，在白车身的应用方面展现了广阔的前景，其占整个车身重量的80%左右，是将来汽车用钢板的发展趋势。

目前，人们对双相钢的研究工作主要集中在500MPa级以上的高强度级别。但是目前由于受到高强度钢冲压回弹与冲压设备吨位的限制，超高强度钢在汽车行业还未得到广泛的应用。对于普通的结构件与少量的覆盖件广泛应用400MPa级别左右的高强度钢。其钢种类别包括普通C-Mn结构钢、低合金高强度钢、烘烤硬化钢、加磷强化无间隙原子钢等，然而C-Mn结构钢具有加工硬化率低、抗时效性差、成形性差、烘烤硬化值低等缺陷；低合金高强度钢由于受热轧、冷轧、退火各工序的影响较大，使得力学性能波动范围较大，同时具有加工硬化率低、抗时效性差、烘烤硬化值低、成形性差等缺陷；烘烤硬化钢具有抗时效性差、成形容易出现拉伸应变痕与冲压开裂等缺陷；加磷强化无间隙原子钢由于晶界无间隙原子以及P向晶界偏析等影响，削弱了晶界结合力，容易产生二次加工脆性等缺陷。因此为了满足汽车行业对400MPa级别高强钢的迫切需求，开发生产具有优异综合性能的400MPa级别的冷轧双相钢相当必要。对于400MPa级别冷轧双相钢来说，除中国专利CN102286696A与CN102002639A有所涉及之外，未见其他相关报道资料。

授权公告号CN102286696A的中国发明专利，公开了一种高塑性应变比的超深冲双相钢的制备方法，其冷轧双相钢的抗拉级别为400～500MPa级，其中钢的化学成分重量百分比为：C：0.01～0.05%、Mn：1.0～2.0%、P：0.01～0.06%、S≤0.015%、Al：0.2～0.8%、N≤0.003%、Cr：0.1～0.5%、Mo：0.3～0.8%，其余为Fe和杂质元素。其热轧终轧温度为850～950℃、卷取温度为680～750℃、连续退火温度为800～850℃、退火保温后以30～60℃/s的速度快冷至室温。此发明专利添加了较多的Al、Cr、Mo等贵金属合金元素，增加了生产成本；同时卷取温度较高，热轧氧化铁皮较厚，相对提高了酸洗难度。

申请公布号CN102002639A的中国发明专利，公开了双相钢板及其制造方法，其冷轧双相钢的抗拉级别为440～590MPa级，该双相钢板包括：C：0.05～0.10%，Si：0.03～0.50%、Mn：1.50～2.00%、P≤0.03%、S≤0.003%、Al：0.03～0.50%、Cr：0.1～0.2%、Mo：0.1～0.2%、Nb：0.02～0.04%、B：0～0.005、N：0～0.01%、其余为Fe以及其他必需不纯物组成。退火温度为780～820℃，并且采用热浸镀锌工艺生产。此发明添加了较多的贵金属元素Al、Mo、Nb等，增加了生产成本；同时C含量较高，对钢的成形性与焊接性能有不利影响；并且从所获得的性能分析，其屈强比较高，对冲压成形不利。另外此发明退火温度相对较高，从而两相区退火时奥氏体含量增多，奥氏体合金元素含量降低，降低了奥氏体的淬透性，使奥氏体容易发生珠光体或贝氏体转变。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足提供一种400MPa级冷轧双相钢及其制备方法。该双相钢抗拉强度大于400MPa，屈强比低、加工硬化值高、初始加工硬化速率高、抗时效稳定性好、强度与延伸匹配好、冲压性能好，可用于汽车结构件与覆盖件等。

对于双相钢来说，其抗拉强度主要取决于组织中马氏体的体积分数与马氏体中的C含量，对于400MPa级冷轧双相钢，成分设计与退火工艺的匹配至关重要。当合金元素含量较高时，最终成品的抗拉强度将大大超过400MPa；当合金元素含量低时，在冷却过程中又无法获得马氏体组织，这也是低强度级别双相钢较600～800MPa级别双相钢生产较难的主要原因之一。因此在较低合金含量（尤其是C含量）的情况下，通过退火工艺的匹配，保证奥氏体具有优异的淬透性是本发明的主要内容。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。