[发明专利]一种780MPa级热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于热轧高强钢领域，具体涉及一种780MPa级热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢及其制造方法。

背景技术

目前，商用车尤其是重卡汽车的车轮用钢通常采用双相钢进行制造，部分经济型轿车的车轮(包括轮辋和轮辐)为了降低成本也采用钢制车轮。采用高强度双相钢制造车轮可有效降低车轮重量，如与普通Q345钢相比，采用DP600(即抗拉强度600MPa级双相钢)可降低车轮重量约10～15％；而采用抗拉强度780MPa级的DP780双相钢可进一步降低车轮重量约5～10％。目前国内绝大部分车轮厂采用的双相钢主要600MPa以下的低强度双相钢，更高强度的双相钢如DP780则应用得不多。

汽车车轮之所以广泛采用双相钢主要原因是由于双相钢本身所具有的低屈服强度、高抗拉强度即低屈强比、连续屈服以及良好的加工成形性等。然而，铁素体+马氏体型高强双相钢应用于车轮制造的一个最大缺点是其扩孔性能较差。在相同强度级别水平下，铁素体和马氏体双相钢的扩孔率最低。主要原因是铁素体和马氏体两相的机械性能差异大，加工硬化率高，冲孔周围容易产生微裂纹，在扩孔成形时产生开裂，而相同强度级别的贝氏体或铁素体加贝氏体组织则表现出更优异的扩孔性能。铁素体+贝氏体双相钢具有相对较低的屈强比和良好的扩孔性、塑性和冲击韧性，在超高强度车轮用钢领域(如≥780MPa)，铁素体+贝氏体双相钢具有比铁素体+马氏体双相钢更大的应用潜力。

已有的双相钢主要是铁素体+马氏体型双相钢，这其中又主要是冷轧铁素体+马氏体型双相钢，强度级别在780MPa及以上的热轧铁素体+马氏体型双相钢很少，而高强度(≥780MPa)铁素体+贝氏体型双相钢更少。

中国专利CN101033522A公开了一种铁素体贝氏体双相钢，其生产工艺简单，但成分设计中含有较高的铝，生产难度较大，成本较高，其抗拉强度在700～900MPa之间。中国专利CN102443735A公开了一种碳锰系铁素体贝氏体双相钢，其采用分段式冷却工艺，但其抗拉强度仅为450MPa。中国专利CN101603153A公开了一种665MPa级铁素体贝氏体双相钢，其也采用分段式冷却工艺，但其空冷时间为较长，为12～15秒，对薄规格热轧带钢而言难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种780MPa级热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢及其制造方法，该热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥780MPa，延伸率≥20％，扩孔率≥50％，表现出优异的强度、塑性和扩孔性匹配，可应用在车轮等需要良好成形性能、扩孔翻边和高强减薄的部位。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明加入较高含量的Si以保证在有限的热轧空冷时间内形成一定数量的铁素体组织且扩大铁素体形成的工艺窗口；加入较高的Al主要目的是为了在轧后空冷阶段形成所需数量的铁素体；加入较高的Ti主要目的是在分段冷却高温段空冷过程中在铁素体中形成纳米级碳化物(TiC)(≤10nm)以强化铁素体，减小铁素体与贝氏体组织之间的性能差异，最大程度地提高扩孔性能。本发明通过对组织中铁素体进行纳米析出强化及对铁素体和贝氏体含量的精确控制，可获得屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥780MPa的高强度铁素体贝氏体高扩孔双相钢。

一种780MPa级热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢，其化学成分重量百分比为：C：0.10～0.20％，Si：0.8～2.0％，Mn：1.0～2.0％，P≤0.02％，S≤0.005％，O≤0.003％，Al：0.3～0.7％，N≤0.006％，Nb：0.01～0.06％，Ti：0.05～0.15％，其余为Fe和不可避免的杂质，且上述元素同时需满足如下关系：0.10％≤Nb+Ti≤0.20％，2.5≤Al/C≤5.0。

优选的，所述热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢的化学成分中：C：0.14～0.18％，以重量百分比计。

优选的，所述热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢的化学成分中：Si：1.2～1.8％，以重量百分比计。

优选的，所述热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢的化学成分中：Mn：1.4～1.8％，以重量百分比计。

优选的，所述热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢的化学成分中：Nb：0.03～0.05％，，以重量百分比计。

优选的，所述热轧铁素体贝氏体高扩孔双相钢的化学成分中：Ti：0.10～0.15％，以重量百分比计。