[发明专利]一种1600MPa级冷轧马氏体钢及其生产方法

说明书

本发明提供了一种1600MPa级冷轧马氏体钢及其生产方法，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.23％～0.28％、Si：0.5％～1.0％、Mn：1.8％～2.3％、Al：0.02％～0.07％、P：≤0.02％、S：≤0.005％、N：≤0.005％，余量为Fe及不可避免的杂质。生产方法，包括冶炼→连铸→热轧→酸洗→冷轧→连续退火；本发明设计的化学成分简单，除C、Si、Mn外未添加任何稀有或贵金属元素，属于低成本经济型产品，采用本发明所提供的成分设计和生产方法，可以制造出抗拉强度大于1600MPa，延伸率大于5％的超高强度冷轧钢板，可用于辊压加工汽车行业需求的高强度车身零部件。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种抗拉强度大于1600MPa的经济型冷轧马氏体钢板及其生产方法。

背景技术

近年来，伴随着汽车轻量化趋势的迅猛发展，先进高强钢产品和先进的成形技术在汽车行业中的应用显著增加。马氏体钢(MS—Martensitic Steel)是目前商业化高强度钢板中强度级别最高的钢种，主要是通过高温奥氏体组织快速淬火转变为板条马氏体组织，可通过热轧、冷轧来实现。淬火马氏体组织需进行回火处理以改善其塑性，使其在如此高的强度下，仍具有足够的成形性能。通常马氏体钢只能用辊压成形生产或冲压形状简单的零件，主要用于成形要求不高的车门防撞杆等零件以代替管状零件，降低制造成本。

《一种低成本超高强韧马氏体钢及其制造方法》(公开号：CN101586217B)公开了的马氏体钢成分范围如下，C：0.4％-0.6％、Si：1.4％-1.6％、Mn：1.6％-1.8％、Cr：0.5％-0.7％、Ni：0.2％-0.4％、Al：0.06％-0.09％、N：0.01％-0.04％、Ti：0.01％-0.03％、Nb：0.02％-0.06％、S：≤0.01％、P：≤0.01％。该专利采用细晶强化、析出强化、沉淀强化等方法，结合残余奥氏体控制，提高了高强度钢的塑性，制造出抗拉强度大于2000MPa的马氏体钢，产品类型属于热轧材。合金成分中，尽管其充分考虑了廉价微量元素的作用，降低了稀有合金元素的用量，但仍不同程度的添加了Cr、Ni、Ti、Nb等合金元素；制备方法包括冶炼、铸造、锻造或轧制、用水淬火、回火，且铸造后还需进行电渣连铸重熔，环境污染严重，成本增加较大。

《一种低温回火马氏体超高强度钢》(公开号：CN103147020A)公开了的超高强钢化学成分为，C：0.35％-0.45％、Ni：3％-6％、Co：2％-5％、Si：1.5％-2.5％、Mn：1.5％-2.5％、Cr：0.5％-1.25％、Mo：0.5％-2.0％、Nb：0.01％-0.05％、Ti：0.01％-0.03％、同时要求S≤0.005％、P≤0.005％、O≤20PPm、N≤20PPm，制造方法为冶炼、热加工、热处理，产品为热轧材。该发明在低温回火钢的基础上增加了Ni和Co元素的含量，调整了Si和Mn元素含量，并复合加入Nb和Ti元素控制晶粒尺寸，进而开发出具有超高抗拉强度和高的断裂韧性、屈强比低的马氏体钢。该专利产品的Ni、Co等稀有合金元素含量较高，冶炼生产难度大，且制造过程中需进行均质化处理、软化处理及固溶处理，生产工艺复杂。

《一种低碳马氏体钢板及其制造方法》(公开号：CN102234743A)公开了的马氏体钢板的化学成分为，C：0.12％-0.20％、Si：0.20％-0.55％、Mn：1.10％-1.60％、P≤0.025％、S≤0.015％、Cr：≤0.90％、Mo：≤0.50％、V：≤0.060％、Cu：≤0.02％、Ni：≤0.03％、B：0.001％-0.003％、Ti：≤0.025％、N≤0.01％、Al：0.015％-0.050％，通过合理的成分和工艺设计，可制造出抗拉强度大于1100MPa，屈服强度大于990MPa，表面硬度HBW大于360的高强度耐磨马氏体钢板。制造方法为冶炼、连铸、热轧、淬火、回火，产品仍为热轧材。为了提高其耐磨性，成分中添加了不同含量的Cr、Mo、Cu、V、B、Ti、等元素，合金成本较高；为了提高焊接性能，发明中的C含量较低，因此在马氏体钢中，其强度水平较低。