[发明专利]一种复相钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种先进高强度钢板，具体地说是涉及一种高强度复相钢板及其制造方法。钢板的组织为贝氏体+马氏体（可能含有少量铁素体），适合制造结构件、加强件、安全件等构件，如保险杠、B柱加强件。

背景技术

传统汽车用低强度钢(LSS)和高强度钢(HSS)主要有无间隙原子钢(IF)、高强度无间隙原子钢(IF-HS)、普碳软钢(MILD)、各向同性钢(IS)、烘烤硬化钢(BH)、碳锰钢(C-Mn)以及低合金高强度钢(HSLA)、双相钢(DP)、相变诱发塑性钢(TRIP)等三个种类的部分低强度级别品种。传统的高强钢大多通过固溶、析出和细化晶粒作为主要强化手段。随着汽车产业的发展以及能源危机和环境问题的日益加剧，对车辆节能与安全的要求越来越高，车辆自重要求越来越轻以提高燃油经济性，于是先进高强度钢(AHSS)或者超高强度钢(Ultra-HSS)应运而生。通常抗拉强度大于600MPa的钢种定为先进高强度钢（AHSS）或者超高强度钢，主要有以下五大类：低合金高强度钢、双相钢、相变诱发塑性钢、复相钢(CP)、马氏体钢(MP)。先进高强钢主要通过相变进行强化，组织中含有马氏体、贝氏体和/或残余奥氏体。先进高强钢兼具高强度和较好的成形性，特别是加工硬化指数高，有利于提高冲击过程中的能量吸收，以达到减重的同时保证安全性。

复相钢具有较高的抗拉强度和较低的屈强比。这类钢组织中含有至少2种以上的相，所以称之为复相钢。复相钢中常见的组织为贝氏体、马氏体、铁素体和一定含量的残余奥氏体及细小析出物。复相钢的屈服强度约为620～800MPa，抗拉强度等级大于780MPa。复相钢具有高形变能力、高的吸收能和高的残余变形，适合制造结构件、加强件、安全件等构件，如保险杠、B柱加强件。

目前关于复相钢板及其制造方法的专利，例如中国专利公开号CN1113975C、CN1194113C均为铁素体和贝氏体复相钢，含有较高的硅锰含量以及可添加铬、较高含量的微合金元素和硼。可用于大截面钢筋和热轧板。

为了能够经济、高效地生产复相钢，充分发挥现代热轧机组较强的水冷能力和具备多种水冷模式的优势，用廉价的合金设计、轧制及控冷过程中的严格控制和多种冷却模式来获得先进高强度钢是目前技术的发展主流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复相钢板及其制造方法，针对屈服强度625MPa级别，采用廉价的合金元素Si、Mn和少量的Nb，采用常规轧制工艺和轧后的分段冷却，获得贝氏体+马氏体（可能含有少量铁素体）复相组织，使得钢的屈强比较低，成形性较好。钢板具有高形变能力、高的吸收能和高的残余变形，满足了汽车、工程机械等行业对先进高强度钢板的较高要求。

本发明的构思如下：

本发明不添加贵重合金元素，仅采用C、Si和Mn和少量的微合金元素Nb保证强度级别；采用轧后分段冷却（水冷-空冷-水冷-空冷）能使钢板获得两相或三相复相组织，且为了保证每段冷速和终冷温度的精度，所以水冷速度不能太快。一般而言，冷速越快使得终冷温度就越难以控制。这也是本发明有别于其它发明的不同之处，也使得本发明在工业大生产时冷却速度和终冷温度精度实现的可能性大大提高。成分和工艺的有效配合以及冷速和温度精度的控制是本发明所述的复相组织和强度级别实现的关键之处。

本发明所述一种复相钢板的成分重量百分比为：C：0.13～0.17%、Si：0.60～1.00%、Mn：1.50～1.80%、P：≤0.015%、S：≤0.005%、Al：0.015～0.040%、Ti:0.01～0.02%、Nb：0.02～0.04%、N：≤0.006%、O：≤0.004%，余量为铁和不可避免杂质。

所述钢板的组织为贝氏体和马氏体（可能含有少量铁素体）复相组织。

本发明所述复相钢板的制造方法包括以下步骤：

（1）钢水经真空脱气处理后进行连铸成连铸坯或模铸并初轧成钢坯；

（2）连铸坯或钢坯经1180～1220℃加热后在轧机上进行多道次轧制，总压下率≥70%，终轧温度810-850℃；

（3）轧后进行分段冷却：第一段水冷速度75-150℃/s，中间空冷温度控制在665-695℃，空冷时间3-5s，第二段水冷速度75-100℃/s，终冷温度≤250℃。

（4）空冷至室温。

下面，将对本发明的主要化学成分作用及制造工艺过程对本发明产品的影响作详细叙述。

主要化学成分作用：