[发明专利]一种高延伸凸缘性能热轧双相钢薄板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，涉及一种高延伸凸缘性能热轧双相钢薄板及其制造方法，详细地说涉及抗拉强度(TS)在580MPa以上，且延伸率≥26％、扩孔率≥75％，即强度和成形性能优异的高强度双相钢及其制造方法。

背景技术

近年来，随着现代汽车工业的快速发展，能源的日趋紧张、环境压力的日益加剧，再加上全球对环境保护立法的不断完善，促进了汽车技术发展重心向着节能、环保和安全性方面发展。实现汽车轻量化、降低燃油消耗、增加载重量、提高运输效率成为最常见的关键词。截止2010年中国的汽车产量已经突破1800万辆，成为世界第一大汽车生产国。然而钢铁材料是目前汽车制造应用比例最大的关键原材料，约占65％左右，钢铁材料中用量最大的是薄钢板。因此，汽车用钢尤其是薄钢板的需求量也必然随着汽车工业的发展而增长。同时，汽车板亦必须满足汽车的安全、节能与低排放、美观、防腐等项要求。为了减轻车重、降低油耗、减少排放和提高安全性，汽车用钢板向高强度化发展已成为必然趋势。

热轧高强度钢板用于制作底盘和车轮等汽车行走部件，是实现车体减重的最重要最有效的途径之一。汽车底盘部件不外露，对钢板的表面质量要求不甚严格，但由于其形状复杂，主要的成形方式包括：拉伸翻边、弯曲、扩孔和电火花成形等，这些成形方式对钢板的成形性，尤其是延伸凸缘性能要求较高。传统的铁素体/马氏体双相(FMDP)钢中存在变形能力差异很大的两相(铁素体+马氏体)界面，在成形过程中易在开孔部位开裂，延伸凸缘成形性能不够好，特别在闪光焊接后，易在热影响区(HAZ)发生马氏体相回火软化，同时疲劳强度低，因而不适合轮辐、轮惘及底盘的生产。

发明内容

鉴于上述问题，本发明在选择合理的化学成分基础上，基于ASP工业化生产的实际，制定了合理的控轧工艺，并采取特定的冷却工艺和中温卷取工艺，生产出综合性能良好的铁素体/贝氏体(FBDP)双相钢板。铁素体/贝氏体双相钢也称延伸凸缘(Stretch-Flangeable，SF)钢或高扩孔(High Hole-Expansion，HEE)钢。与相同强度级别的FMDP钢相比，FBDP钢兼具优异的总延伸率和扩孔率。因此，FBDP钢更适合于冲压像车轮轮辐、汽车底盘等要求较高延伸凸缘性能的部件。

本发明的技术方案是：以传统C-Si-Mn系热轧双相钢成分为基础，大幅降低C和Si含量，取消Mo，适量添加Cr和P，大幅降低了成本，采用适当的控轧控冷工艺，获得抗拉强度超过580MPa的双相钢板。

本发明的高延伸凸缘性能热轧双相钢薄板，其主要化学成分按质量百分数为：C 0.05～0.10％、Si 0.20～0.60％、Mn 1.00～1.70％、Al 0.01～0.06％、P 0.05～0.10％、Cr 0.20～0.80％、S≤0.005％，余量为Fe及不可避免的夹杂；其组织为多边形和/或准多边形铁素体以及贝氏体和马氏体，以相对于全部组织的面积率计，铁素体百分含量为70～90％，贝氏体和马氏体百分含量为10～30％；其中：铁素体晶粒尺寸4～10μm；贝氏体和马氏体平均粒径在8μm以下。

同时，本发明的技术方案还在于提供了一种高延伸凸缘性能热轧双相钢板的制造方法，包括以下步骤：

(1)加热工艺：将厚度为135-150mm的化学成分如上所述的板坯在步进式加热炉中加热到1150～1250℃，保温时间1-3小时；

(2)轧制工艺：ASP热轧线上进行，采用两阶段控制轧制，粗轧阶段压下率为≥70％，精轧阶段压下率为≥75％；粗轧阶段开轧温度为1100～1150℃，精轧阶段开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为800～880℃。

(3)冷却工艺：层流冷却段长度80m±10mm，轧后采用水冷+空冷+水冷的分段式冷却路径控制技术，水冷段冷却速度为20～80℃/s，空冷时间为3-6s，空冷冷速为2-6℃/s。

(4)卷取工艺：采取中温卷取，卷取温度350-500℃，成品厚度为2～10mm。本发明生产的双相钢板的抗拉强度≥580MPa，延伸率≥26％，扩孔率≥75％。

目前低成本热轧双相钢的开发，大都采用低温控轧+低温卷取(小于300℃)方法，对于传统流程或中薄连铸坯短流程热轧线生产薄板(～4mm)，低温控轧必然引起精轧轧制负荷增大、板形不良等诸多问题，而低温卷取则对板形、卷形造成很多不利影响，特别是对非强力性的卷取机而言几乎是不可实现的，并且不能引入卷取自动反馈系统影响生产效率。