[发明专利]一种具有高强度高塑性的汽车用冷轧钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冷轧汽车用钢制造领域，涉及一种抗拉强度大于980MPa，延伸率大于20%的高强度高塑性冷轧钢板及其生产方法。

背景技术

汽车工业经过一个多世纪的发展，已逐渐成为我国国民经济的支柱性产业。进入21世纪后，汽车用材料发生了很大变化，从欧、美、日等国汽车用材料的总体发展来看，由于汽车轻量化的要求，钢的用量在减少，粉末金属、有色金属和塑料的用量在增加。然而，为了提高汽车安全性，又要增加主动与被动安全措施，这将增加汽车的重量。解决这一矛盾的有效手段就是采用先进高强度钢，如双相钢（DP）、相变诱导塑性钢（TRIP）、孪生诱发塑性钢（TWIP）、含B超高强钢等。钢铁界经过多年与汽车业在钢制轻量化车身的技术合作，已经证明了钢铁材料仍然是未来汽车使用的主导材料，但内涵却发生了很大变化，由原来的以软钢和普通冷轧板为主发展到以高强度钢板和热镀锌钢板为主，其中，高强度钢板将由目前每车使用量占车重的14-45%（100-294公斤/车）提高到将来的30-70%。

专利CN102409252A公开了一种超高强度冷轧钢板及其制造方法，设计成分为0.05-0.08%C、0.10-0.40%Si、0.50-1.0%Mn、0.008-0.030%P、S≤0.006%、0.08-0.20%Ni、0.20-0.55%Cu、0.30-0.60%Cr、0.015-0.045%Al、0.06-0.13%Ti，余量为Fe。其屈服强度能够达到700MPa以上，但抗拉强度很少大于900MPa，且合金元素种类较多，含量较高。

专利CN102534373A公开了一种适用于辊压成形的超高强度冷轧钢带及其制造方法，设计成分为0.13-0.17%C、0.2-0.4%Si、0.5-0.8%Mn、0.015-0.003%B、P≤0.010%、S≤0.003%、0.004-0.006%N、0.025-0.05%Ti、0.02-0.04%Al、0.0025-0.0055%Ca，其余为Fe。其抗拉强度在980MPa以上，但延伸率仅在10%左右，且添加了B、Ti、Ca等微合金元素，冶炼过程不易控制。

专利CN101871078A公开了一种超高强度冷轧钢及其制造方法，设计成分为0.08-0.16%C、0.1-0.4%Si、1.6-2.2%Mn、P≤0.01%、S≤0.003%、0.02-0.04%Al、N≤0.005%、0.1-0.3%Cr，B/N：0.3-0.7。为了改善钢板的切削性能，在上述化学成分的基础上还添加了Se和Bi中的一种或两种，其中Se的添加量为0.01-0.03%，Bi的添加量为0.02-0.04%。

专利CN101363102A公开了一种高强度冷轧连续退火用TRIP钢板及其制备方法，设计成分为0.1-0.4%C、0.5-2.5%Si、0.5-2.5%Mn、0.01-0.10%Nb、0.01-0.10%Ti、0.1-1.0%Cu、0.1-1.0%Ni、P≤0.03%、S≤0.02%，余量为铁。利用Nb、Ti析出细小碳氮化物，并通过添加Cu、Ni实现强度的提高。

近年来，美国学者Speer等在含Mn-Si的TRIP钢开发基础上，将高碳和中碳含硅钢进行淬火后，再在Ms点以上的一定温度进行等温，使碳由马氏体分配至残余奥氏体，从而获得由马氏体和残余奥氏体两相构成的室温组织，得到较高的强度和塑性配合。这种工艺被称为马氏体型钢热处理的新工艺（Q-P：quenching and partitioning）。

已公开的冷轧高强度钢板专利中，抗拉强度达到980MPa以上者很少，并且普遍存在延伸率较低，合金元素添加种类较多，添加量较大，冶炼成本高、难度大的缺点。而对于新型Q-P热处理工艺，理论上需将钢板加热到Ac3点以上，温度较高，能源消耗量较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好强度塑性配合，抗拉强度≥980MPa，延伸率≥20%的高强度冷轧汽车用钢及其生产方法。

本发明中的Q-P热处理工艺过程为：首先将钢加热到Ac1与Ac3之间的某一温度进行保温，使其部分奥氏体化，实现碳在奥氏体组织中的第一次富集。然后以≥50℃/s的冷速急冷至马氏体转变开始温度（Ms）与终结温度（Mf）之间的某一温度，使奥氏体部分转变为马氏体。随后升温到Ms点以上的配分温度进行保温，使碳从马氏体向未转变的奥氏体扩散，完成残余奥氏体的第二次富碳，从而提高其室温稳定性，使之在室温下能够稳定存在。最后快速冷却至室温，得到铁素体、马氏体和残余奥氏体的复相组织。