[发明专利]一种冷轧高强轻质钢及其制备方法

说明书

本发明公开一种冷轧高强轻质钢及其制备方法。钢中含有，C：0.3％～0.6％，Si：0.1％～0.3％，Mn：1.0％～4.0％，P：0.09％～0.18％，S≤0.03％，Al：3.0％～6.0％，B：0.0004％～0.0012％，其余为Fe和不可避免的杂质。开轧温度1000～1150℃，终轧温度850～1000℃，冷却方式采用层流冷却方式，卷取温度500～700℃；冷轧压下率40％～80％；连续退火温度800～900℃，退火时间120～400s，冷却速率15～60℃/s，冷却温度20～200℃，回火温度200～350℃，回火时间300～800s，最后以10～30℃/s冷却速率冷却到室温。成品钢板的抗拉强度大于980MPa，延伸率大于12％，密度为(7.30～7.55)×10³kg/m³。

技术领域

本发明属于汽车用钢制造领域，特别涉及一种980MPa以上冷轧高强轻质钢。

背景技术

当前，汽车工业的发展趋势是节能、减重、环保和提高安全性，高强汽车用钢的使用能够满足汽车工业的减重和提高安全性的需要。然而，目前开发的高强汽车用钢由于密度高，降低了汽车的减重效果。因此开发出具有高强塑性的轻质相变诱导塑性钢吸引了各大钢铁公司和汽车厂家的关注。

专利CN103370434B公布了一种具有高的屈强比和延性的奥氏体型轻质高强度钢板，其采用高锰的成分设计，锰含量达到10％～15％，导致合金成本较高，应用受到限制。

专利CN106086658B公布了一种高强度中碳含铬低锰轻质钢及制备方法，其采用低锰和中碳的成分设计，其抗拉强度只达到780MPa级，无法满足汽车厂家对更高强度冷轧轻质钢的要求。

专利CN106498307B公布了一种780MPa级冷加工性能良好的高强高韧轻质钢及其制造方法，其抗拉强度只达到780MPa级，难以满足汽车厂家对超高强度冷轧轻质钢的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的上述各种缺陷，提供一种高碳-高铝-低硅-含磷冷轧高强轻质钢及其制备方法。

具体的技术方案是：

本发明提供一种冷轧高强轻质钢及其制备方法，其化学成分以质量百分比计为：C：0.3％～0.6％，Si：0.1％～0.3％，Mn：1.0％～4.0％，P：0.09％～0.18％，S≤0.03％，Al：3.0％～6.0％，B：0.0004％～0.0012％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明合金设计的理由如下：

C：C元素是在钢中主要起到固溶强化的作用。提高铁素体、马氏体的强度。成本最低、稳定效果最好的奥氏体稳定元素，同时具有良好的固溶强化效果。C元素含量过低，会降低钢的强度；C元素含量过高，容易在晶界处析出渗碳体，降低钢的塑性。因此，本发明C元素含量的范围为0.3％～0.6％。

Mn：Mn元素在钢中起到固溶强化和稳定奥氏体的作用。Mn元素含量过低，会降低钢板的强度；Mn元素含量过高，会导致钢板强度过高，伸长率下降。因此，本发明Mn元素含量的范围为1.0％～4.0％。

Si：Si元素主要起到脱氧的作用，降低钢中氧化物夹杂，Si元素含量过高会恶化钢板表面质量，因此本发明将Si含量控制在0.1％～0.3％。

Al：Al元素在钢中起到降低钢板密度、抑制渗碳体析出、增加钢中铁素体含量、提高钢板伸长率和成形性能以及提高钢板焊接性的作用。Al元素含量过低，会导致轻质效果不明显和伸长率和；Al元素含量过高，会导致生产困难，因此，本发明将Al含量控制在3.0％～6.0％。

P：P元素在钢中一方面起到强化的作用，主要强化钢中的铁素体组织，提高钢板的整体抗拉强度，另一方面起到抑制渗碳体析出，增加钢中残余奥氏体含量的作用。本发明将P含量控制在0.09％～0.18％。