[发明专利]基于淬火-碳分配理念的低碳Si-Mn系热轧复相钢及制造方法

说明书

本发明属于高强度汽车用钢板技术领域，特别涉及一种基于淬火‑碳分配理念的低碳Si‑Mn系热轧复相钢及制造方法。按重量百分比计，热轧复相钢的化学成分为：C 0.075％～0.085％，Si 1.55％～1.75％，Mn 1.5％～1.7％，P≤0.008％，S≤003％，余量为Fe。本发明采用两阶段控制轧制，并通过弛豫过程引入特定含量先共析铁素体，实现一次碳分配，随后卷取缓冷至室温。获得热轧钢板微观组织为先共析铁素体+马氏体+残余奥氏体，先共析铁素体含量在50％～55％之间，残余奥氏体以薄膜状和块状分布于马氏体半条内、铁素体/马氏体界面或铁素体晶粒内等特征位置，其含量大于6％。钢板屈服强度≥460MPa，抗拉强度800MPa，延伸率24％，强塑积20GPa.％。

技术领域

本发明属于高强度汽车用钢板技术领域，特别涉及一种基于淬火-碳分配理念的低碳Si-Mn系热轧复相钢及制造方法。

背景技术

为了建立经济节约型社会，汽车工业也朝着低碳环保、节能减排的方向发展。汽车轻量化、减量化能有效的减少油耗、降低排放。因此，先进高强度钢在汽车生产制造过程中独具优势。目前，先进高强度钢经历双相钢(DP)、相变/孪生诱发塑性钢(TRIP/TWIP)、马氏体钢、以及QP钢等发展，这些高强度钢都旨在通过成分的设计、工艺的改变来获得高强度兼具高塑性的性能。QP钢是典型的第三代先进高强钢，室温组织为马氏体和残余奥氏体，能实现强度和塑性的良好匹配。

QP(淬火-配分)工艺是2003年美国Speer教授提出的一种生产先进高强度钢的方法。近年来，基于该工艺展开一系列研究，但多采用离线热处理以及热模拟等方式，工艺复杂，能耗高。并且，为了实现配分的目标，多采用高碳、高合金成分设计，不仅增加生产成本，还恶化钢板的焊接性能。

低碳低合金成分不仅可以大幅度降低成本，还能充分改善钢板的焊接性能，是研究中追求的目标。但由于碳浓度以及低合金的限制，在传统QP工艺条件下，采用以马氏体、残余奥氏体为核心的组织调控思路是不可行的，无法获得室温下稳定的残余奥氏体。因此，必须通过特定的工艺设计，控制其组织构成。考虑通过控制轧制细化晶粒，并结合弛豫过程引入特定含量的先共析铁素体，先共析铁素体析出过程排出的大量碳原子可使得其临近的奥氏体局部富碳，结合后续配分过程，部分形态、大小适中的未转变奥氏体能稳定保留至室温。此外，从工业生产的角度可以看出，目前的研究工艺包括传统等温配分工艺、QTP、Q-P-T等，工艺中的二步法快速升温、等温保温以及二次加热过程能耗高，不适合热连轧生产线。随着以UFC(板带钢超快速冷却装置)为核心的TMCP技术(控制轧制和控制冷却技术)的发展，热轧在线生产已成为一种高效节能的生产方式。因此，可在热轧后直接进行在线控制冷却(DQP)，然后进行卷取，利用钢板余热实现碳分配。最终，在室温条件下可获得铁素体、马氏体和一定量残余奥氏体的复相组织，具有良好的综合力学性能。

中国专利CN102226248A公开一种碳硅锰热轧QP钢，但是工艺上没有进行控制轧制且研究成分碳含量均0.1％。中国专利CN101775470A公开一种复相QP钢的生产工艺，实际上是一种两步法生产QP钢的工艺。中国专利CN103233161A公开低屈强比高强度热轧QP钢及其制造方法，但是其化学成分中碳含量过高，恶化材料的焊接性能。中国专利CN103215516A公开一种700MPa级高强度热轧QP钢，但其组织以马氏体为主导，热轧产品会出现严重的板形问题。此外，其延伸率＜15％，成型性能差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于淬火-碳分配理念的低碳Si-Mn系热轧复相钢及制造方法，实现节约型QP合金成分设计，通过特殊组织调控，极大程度的降低QP工艺对碳含量的依赖，制造出一种低屈强比，板形易控，能投入热连轧生产线的汽车用复相钢。

本发明的技术方案是：