[发明专利]一种基于组织精细控制的高强钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于钢板制造和热处理领域，尤其涉及基于微观组织精细化控制的高强度钢板及其生产工艺。

背景技术

汽车用高强钢的发展已经经历了以下几个发展阶段：普碳钢---低合金钢---铁素体基体的高强钢(DP、TRIP等)---奥氏体基体的高强钢(TWIP等)---马氏体基体的高强钢(Q&P等)，其中铁素体基体的高强钢如DP钢，由于铁素体本身具有较为优异的变形能力，塑韧性较好；奥氏体基体的钢如TWIP钢，由于奥氏体本身具有极为优异的变形性能，塑韧性极好；马氏体基体钢由于马氏体组织具有较高的破坏应力倾向性，使得此类钢强度高，韧性差，其延性特征主要来自于残留下来的奥氏体，作为基体组织的马氏体还是不具有变形的能力。

《1400MPa级低屈强比高延伸率冷轧超高强汽车用钢的制备方法》(申请号：201310733931.8)、《一种低成本高强塑积汽车用钢及其制备方法》(申请号：200910091129.7)、《一种1000MPa级别的高强塑积汽车用钢及其制造方法》(申请号：201210261920.X)、《1000MPa级Ti微合金化超细晶冷轧双相钢的制备方法》(申请号：201010034472.0)、《一种980MPa级高强塑积汽车用钢的热处理工艺》(申请号：201310520998.3)均是以传统的不具有变形能力的马氏体为基体，通过引入残余奥氏体来提高钢板的伸长率，从而达到提高钢板强塑积的效果。如果想要在现有基础上大幅度提高高强度钢的塑韧性，就需要采取措施提高作为基体的高强度相的塑韧性，本发明从精细化控制马氏体等高强相的形态、结构着手，使得具有精细组织的马氏体具有一定的变形能力，从而大幅提高了高强度钢的塑性、韧性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种实现基于组织精细化控制的高强高韧钢板及其制造方法。

本发明目的是这样实现的：

本发明基于组织的精细化设计与控制，通过对高强钢基体马氏体组织的重新设计，使其具备一定的塑韧性，从而达到大幅度提高钢板强塑积的目的。

一种基于组织精细控制的高强钢板，该钢板的成分按重量百分比计如下：C 0.08％～0.40％，Si0.35％～3.5％，Mn1.50～7.00％，P≤0.020％，S≤0.020％，Al0.02％～3.00％，还含有Cr0.50％～1.50％、Mo0.25％～0.60％、Ni0.50％～2.50％、Cu0.20％～0.50％、B0.001％～0.005％、V0.10％～0.50％，Ti0.02％～0.20％，Nb0.02％～0.20％中的至少一种；其余为Fe和不可避免的杂质元素；

该钢板成分含有Ca0.0005％～0.005％，Mg0.0005％～0.005％中的至少一种。

该钢板的显微组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体即F+M+A，其中铁素体的体积分数10％～20％，马氏体体积分数65％～85％，残余奥氏体体积分数5％～15％，马氏体的形态为针状和短棒状。

本发明钢板的抗拉强度大于1000MPa，断后伸长率(A50)大于28％，具有良好的韧性。

本发明成分设计理由如下：

C：0.08％～0.40％，碳在本发明的钢中通过固溶强化来决定马氏体的强度，同时影响后期残余奥氏体的稳定性。为保证马氏体转变的顺利进行，需要一定的碳含量；为保证过冷奥氏体的稳定性，需要其有较高的碳含量；为保证焊接性能，要求限制碳含量。

Si：0.35％～3.50％，是非碳化物形成元素，具有较高的固溶强化效果，可促进C向奥氏体富集，对铁素体中固溶的C有“清除”和“净化”作用，Si不溶于渗碳体，因此能够阻碍通过碳扩散反应的奥氏体-渗碳体转变，稳定奥氏体，使得残余奥氏体在室温下得以稳定存在。

Mn：1.50％～7.00％，锰是典型的奥氏体稳定化元素，可提高钢的淬透性，并起到一定的固溶强化作用，Mn作为扩大γ相区的元素，会降低A3、A1临界点，可推迟珠光体转变并降低贝氏体转变温度，但同时也推迟并延长铁素体转变，使贝氏体区右移，从而使钢种对控冷工艺条件的敏感性略为减小。高的Mn含量易在双相组织中引起强化相带状分布，从而造成性能的不均匀。

P≤0.020％，固溶强化元素，抑制渗碳体的析出。

S≤0.010％，钢中的杂质元素，越少越好。