[发明专利]具有良好成形性能的高强度冷轧钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金钢技术领域，尤其涉及一种具有良好成形性能的高强度冷轧钢板及其制备方法。

背景技术

随着石油价格的上涨和环境恶化的加剧，人们对汽车的节能、环保和安全性提出了更高的要求，汽车的轻量化也就成为汽车行业的长期目标，高强度钢在汽车上的应用也日益普及。在汽车零部件的制造过程中，不仅要求钢板具有很高的强度，以达到减轻车身重量的目的，同时要求钢板具有很好的成形性能，以保证钢板能够加工成合格的零件。

传统的高强度低合金钢，是用于制造汽车结构件的主要钢种，其组织为铁素体和珠光体，其强度等级一般在400～600MPa，这种钢的缺点是其延伸率随着强度的增加而显著下降，难以满足汽车工业发展的要求。

为了解决强度和延伸率的矛盾，人们开发了以双相钢和相变诱导塑性钢为代表的先进高强钢，其中双相钢的微观组织为：80～90％的铁素体+10～20％的马氏体，相变诱导塑性钢的组织为：60％铁素体+30％贝氏体+10％残余奥氏体组织，这两种钢在具有高强度的同时具有很好的延伸率，解决了强度和延伸率之间的矛盾。然而由于这两种钢的基体组织都是铁素体组织，通过第二相组织来强化，这种基体组织和强化组织之间结构上的不均予导致了钢板的扩孔性能不好，限制了其在汽车零部件上的应用。同时，这两种钢的强度级别大都在600～800MPa，为了进一步提高其强度，需要添加Nb、V、Ti等合金元素和在生产过程中采取控轧控冷等措施，来细化晶粒和析出第二相粒子，以提高钢板强度。这种方法不仅增加成本，而且在生产上控制困难，产品的合格率低。

为了进一步提高钢板的强度，同时保证其具有良好的延伸率和扩孔性能，申请号为200580034205.0，名为“延伸率和扩孔性优良的高强度薄钢板及其制造方法”的中国专利提出了一种解决方法，即生产以回火马氏体为基体含有残余奥氏体的薄钢板，这种方法很好地解决了强度和延伸率和扩孔性之间的矛盾。但是，这种工艺采用淬火加回火处理的方法，生产工艺复杂，在现有的连续退火生产设备上难以实现。

申请号为200710091779.2，名为“延伸凸缘性优异的高强度钢板”的中国专利，提出了一种以贝氏体和残余奥氏体为基体的高强度钢板，具有高强度、高延伸率和扩孔性能，其缺点为采取高Si的成分设计，其中Si含量在0.8-2.5％之间，较高的硅含量，造成钢板表面质量下降，使钢板热轧性能及表面涂覆性能大大下降。

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，提供一种以贝氏体和残余奥氏体为基体，具有高强度、高塑性、高扩孔性和热涂覆性能，强度等级大于780MPa的TRIP钢。

本发明是这样实现的：该具有良好成形性能的高强度冷轧钢板的化学成分以质量百分比计为C：0.05％～0.6％、0.3≤Si＜0.8％、Mn：0.5％～4.0％、P≤0.2％、S≤0.002％、Al：0.02～0.1％、N≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明高强度冷轧钢板的显微组织以面积百分比计贝氏体＞70％，残余奥氏体1％～20％，其余为马氏体和铁素体。

该高强度冷轧钢板的化学成分以质量百分比计还可含有V、Nb、Ti、Mo和Cr中的1种或2种以上，其中V：0.005％～2.0％，Nb：0.002％～2.0％，Ti：0.002％～2.0％，Mo：0.002％～2.0％，Cr：0.005％～2.0％。

本发明成分设计理由：

C：是用于钢的强化以及使淬透性提高的重要元素，是对于得到贝氏体和残余奥氏体以及马氏体等复相组织不可缺少的。为了得到抗拉强度大于780MPa、且具有贝氏体和残余奥氏体组织，C含量为0.05％以上是必要的。另一方面，在含量过多时，容易出现渗碳体等铁系碳化物的粗大化，使成形性能下降，而且影响钢板的焊接性，故上限确定为0.6％。

Si：可以有效地阻碍奥氏体分解，减少渗碳体的析出，从而使C有效富集在奥氏体中。如果Si的含量过低，会导致渗碳体的析出，降低残余奥氏体的稳定性，因此本发明Si含量的下限为0.3％。过高则会降低热轧板坯的表面质量、冷轧钢板的涂覆性能和钢板的焊接性能，因此本发明将上限定为＜0.8％。

Mn：是奥氏体稳定化元素，并降低渗碳体析出温度。如果Mn的含量过低，会无法得到残余奥氏体，故下限为0.5％。在Mn含量超过4％时，会造成严重的成分偏析，形成带状组织，影响钢板的力学性能，因此上限为4％。