[发明专利]800MPa级冷轧双相钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于高强钢生产技术领域，具体地指一种800MPa级冷轧双相钢及其制造方法。

背景技术

随着汽车车身轻量化的不断发展与乘客安全性要求的不断提高，800MPa及以上级别的超高强度钢已越来越多的应用于中高级轿车结构件及加强件中，以达到节能减排和提高整车碰撞安全性效果。近几年，国际汽车厂商在新开发的车型上，应用超高强钢板的比例已经达到20％左右，国际获奖车型高强度钢板使用比例普遍在70％左右，国内的欧、美、日系及自主品牌新车型高强度钢板采用率也逐年增加。而冷轧双相钢因其具有屈服强度低、抗拉强度高、加工硬化能力强、总延伸率和均匀延伸率大、易冲压成形、良好的塑性和韧性匹配等诸多优点，倍受汽车工业界的青睐。

目前国内外800MPa级冷轧双相钢在化学成分上的主要特点是低碳低合金。主要合金元素以Si、Mn为主，为了得到双相组织，根据生产工艺及使用要求不同，还加入适量的Cr、Mo、V、Nb等元素，组成了以Si-Mn系、Mn-Mo系、Si-Mn-Cr-V系和Mn-Si-Cr-Mo系为主的双相钢系列。但是Mo元素价格昂贵，生产成本高，而Nb、V等微合金元素的加入增加了生产过程中工艺控制的难度，对设备能力及控制水平要求较高，工艺的波动对最终性能的影响较大，同时添加Nb、V所产生的析出强化作用，在增加抗拉强度的同时，屈服强度也显著增加，这对冲压成型是不利的，不利于工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、低屈服强度、低屈强比、高延伸率及成形性能良好的800MPa级冷轧双相钢及其制造方法。

为实现上述目的，本发明所设计的800MPa级冷轧双相钢，其化学成分按重量百分数计为：

C：0.10～0.18％、Si：0.03～0.19％、Mn：2.6～3.0％、Als：0.01～0.04％、Cr：0.15～0.9％，其余为Fe和其他不可避免杂质。

本发明800MPa级冷轧双相钢，采用真空感应炉冶炼，其制造方法依次包括以下步骤：

将钢坯随炉加热至1150～1250℃，保温1.5～3h，随后在热轧机上轧制，粗轧开轧温度控制在1050～1110℃、精轧终轧温度控制在860～900℃、模拟卷曲温度控制在560～600℃；

热轧板经酸洗后进行冷轧，冷轧压下率控制在45～75％，随后进行退火处理，760～860℃，并经保温1～5min后缓慢冷却到630～680℃，再以25℃/s以上的速度快速冷却至350℃以下进行过时效处理5～10min。

进一步地，所述退火温度控制为780～830℃。

更进一步地，所述快速冷却的速度控制为25～50℃/s。

下面对本发明800MPa级冷轧双相钢的化学成分和制造方法进行说明。

(1)化学成分

C是一种有效且廉价的强化元素，直接影响临界区处理后双相钢中马氏体的体积分数和马氏体碳含量，碳含量如果太低，虽然可以得到双相组织，但强化效果不明显，需要增加Mn、Cr等合金元素的含量来保证强度，从而导致成本增加，碳含量太高则在同样的临界加热温度下，会有更多体积分数的奥氏体形成，奥氏体岛中Cr、Mn等合金元素含量相对减少，淬透性降低，不利于形成马氏体组织，因此本发明中将碳的重量百分含量控制在0.10～0.18％范围内。

Si是铁素体的固溶强化元素，它加速碳向奥氏体的偏聚，对铁素体中的固溶碳有“清除”和“净化”作用，降低间隙固溶强化并可抑制冷却时粗大碳化物的生成，提高双相钢的延性。然而，Si含量过高会给热轧表面质量带来麻烦，如在均匀化处理时，可能形成一些低熔点的复杂氧化物，而且Si含量高在退火过程中易表面富集，影响镀锌性能，因此本发明将Si含量控制在0.03～0.19％的范围。

Mn是典型的奥氏体稳定化元素，显著提高钢的淬透性，并起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用，可显著推迟珠光体转变以及贝氏体转变。Mn作为扩大γ相区的元素，会降低A3、A1临界点，Mn含量太低易引起珠光体转变，组织中难于形成足够量的马氏体；但如果含量过高会推迟珠光体转变的同时，也推迟铁素体的析出，使“速度窗口”变小，贝氏体区右移，使钢对工艺条件的敏感性变大，不利于稳定的批量生产。因此，本发明将Mn含量控制在2.6～3.0％的范围。

Als是为了脱氧而添加的，当Als含量不足0.010％时，不能发挥其效果；另一方面，由于添加多量的铝容易形成氧化铝团块，故Als含量控制在0.01～0.04％范围。