[发明专利]弯曲和扩孔性能良好的超高强热轧复相钢板和钢带及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种弯曲和扩孔性能良好的超高强热轧复相钢板和钢带及其制造方法，主要应用于制造汽车底盘、悬挂件、保险杠等产品。

背景技术

汽车“轻量化”可直接减少排放，降低油耗，是当今汽车制造业发展的目标。在过去的十年中，由于舒适性和安全性能等方面要求的提高，汽车的重量逐年增加。汽车“轻量化”的一个重要的措施就是采用高强钢和超高强度的钢板来代替软钢。大量采用高强钢后可实现20～25％的减重效果。

目前，汽车用超高强钢(抗拉强度不小于780MPa)主要有兼具强度和延伸率的双相钢，其组织为铁素体(F)和马氏体(M)、延伸率极高的TRIP钢，其组织为(F，M和残余奥氏体A_残)以及强度极高的马氏体钢，其组织为M和少量F。然而，由于汽车用钢的成形过程极为复杂，特别对于汽车底盘件的成形过程中，有很高的弯曲和扩孔的要求，尽管双相钢和TRIP钢等在拉伸测试中表现出了优异的性能，但在弯曲和拉伸翻边过程中并不具备足够的成形能力，复相钢由于良好的冷弯和扩孔性能可望成为复杂的汽车结构件如汽车底盘、悬挂件、B柱以及保险杠、汽车座椅等零件的备选钢种。

中国专利CN103290320A公开了一种热轧复相钢及其生产方法，其采用高硅低锰的成分设计，880～900℃终轧，590～620℃卷取的工艺，生产了屈服强度750～800MPa，抗拉强度820～950MPa，延伸率14～20％的复相钢，具有良好的强度与塑性的匹配。如前所述，与其它钢种相比复相钢的特点就是具有较高的弯曲和拉伸翻边性能。弯曲性能和拉伸翻边性能通常采用冷弯直径和扩孔率来评估。但在该专利中并无冷弯和扩孔率的数据。我们的研究结果表明当终轧温度较低，卷取温度较高时由于合金碳化物的大量析出，将导致弯曲和扩孔性能的降低，不能满足汽车底盘类零件50％以上扩孔率的要求。另外，该专利中Si含量较高，为0.5～1.0％，Si含量较高时会使得钢板的可镀性恶化，对生产热轧热镀锌钢板极为不利。

欧洲专利EP2020451述及一种抗拉强度大于800MPa，延伸率大于10％的钢种，其微观组织为上贝氏体(至少80％)以及下贝氏体、马氏体、残余奥氏体。但该专利也存在与中国专利CN103290320A类似的问题，该专利未考虑实际应用中冷弯和扩孔性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弯曲和扩孔性能良好的超高强热轧复相钢板和钢带及其制造方法，其抗拉强度800MPa以上、屈服强度700MPa，其特征为180°冷弯性能为0a，扩孔率大于50％；其微观组织为贝氏体(至少80％)以及少量铁素体、马氏体和残余奥氏体，其中贝氏体主要为下贝氏体组织。

为了达到以上强度以及扩孔和冷弯性能，目前通常采用铁素体或铁素体加贝氏体组织(其中铁素体组织大于50％)的钢种。由于铁素体基体较软，通常需要加入较多的合金元素，形成固溶强化和细小的合金碳化物强化铁素体基体以得到较高的强度。但这一类钢种在热镀锌的过程中存在较多的问题。热镀锌过程中需要再加热到至少600℃以上，再加热过程中会发生回复和/或再结晶，细小弥散分布的合金碳化物也会粗化，会使得铁素体强度降低，导致钢板强度降低和或者体素体基体和其他如贝氏体相之间的强度差增大使得扩孔性能下降。

因此本发明采用以下设计思路：采用下贝氏体为主的贝氏体微观组织可以保证钢板的强度和韧性，添加合金元素Cr和Mo使得铁素体相变区右移，可以降低临界冷却速率，易于得到贝氏体组织。另外，通过其他合金元素的加入和工艺控制合金碳化物的析出和固溶比例。Ti，Nb和V的加入后在铁素体中以碳化物和固溶的形式存在，但碳化物析出过多后会使得碳化物粗化，起不到提高强度的作用，因此需要控制卷取温度获得适量的较细的合金碳化物，提高贝氏体铁素体和组织中少量存在的铁素体的强度，使得微观组织中的贝氏体，少量铁素体和少量马氏体的强度差降低，从而达到提高扩孔性能和冷弯性能的目的。

具体的，本发明的一种弯曲性能良好的超高强热轧复相钢板和钢带，其成分重量百分比为：C 0.07％～0.14％，Si 0.1％～0.4％，Mn 1.55％～2.00％，P≤0.015％，S≤0.004％，Al 0.01％～0.05％，N≤0.005％，还包括Nb≤0.07％，Ti 0.02～0.15％和V 0.10～0.20％中至少一种合金元素，以及Cr 0.15～0.50％和Mo 0.15～0.50％中至少一种合金元素，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，合金元素的加入量需符合以下条件：