[发明专利]一种抗拉强度440MPa级高扩孔钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及高扩孔钢，特别涉及一种抗拉强度440MPa级高扩孔钢板及其制造方法，产品具有良好扩孔和翻边成形特性。

背景技术

热轧及热轧酸洗板广泛应用于汽车底盘、车轮及车身结构零件，它们占汽车用钢的28%左右。通过汽车零件翻边和局部扩孔形状设计可提高零件的强度和刚性，达到汽车钢板减薄和轻量化的目的。钢板的扩孔性能与钢板的成分、强度和组织均匀性有关，传统440MPa钢板有碳锰固溶强化钢和低合金析出强化钢的扩孔率在50～70%之间。随着汽车设计对底盘结构的要求日益提高，零件成形更加复杂，对钢板的翻边和扩孔性能要求有所提高，传统碳锰固溶强化钢和低合金析出强化钢结构钢板难易满足汽车底盘、悬臂零件成形要求，高扩孔钢已成为汽车钢板的一个重要品种之一。

中国专利CN101353757采用低碳成分生产抗拉强度440MPa的扩孔钢，由于采用600℃卷取温度，对碳锰钢热轧板来讲，常存在带状组织，导致钢板扩孔率下降。添加少量铌钛合金有利于提高强度，同时增加生产成本。

专利WO200928515采用C、Si、Mn添加少量Nb、Ti合金元素，可生产抗拉强度在490MPa以上扩孔钢，热轧必须采用两段式层流冷却方式，在实验室可较精确模拟两段式冷却控制，得到很好的试验结果，但在热轧生产中，热轧轧制中带钢速度变化大，又无法测量空冷段的钢板温度，采用两段式冷却模型控制层流冷却，钢板实际温度波动大，易导致钢卷头中尾性能波动很大。

日本专利JP2006063394公开了一种热轧高扩孔钢，碳含量0.20～0.48%，其抗拉强度也是≥440MPa，但其扩孔率仅为≥70%，且热轧后还要进行640℃的退火处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗拉强度440MPa级热轧高扩孔钢板及其制造方法，获得的钢板强度与扩孔率乘积TSxλ≥44000MPa%，满足汽车工业底盘及复杂冲压件用钢需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种抗拉强度440MPa级高扩孔钢板，其化学成分重量百分比为：C：0.05～0.1%、Si：0.1～0.6%、Mn：0.9～1.8%、P≤0.02%、S≤0.005%、Al：0.015～0.060%、Ca＜0.0050%，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，（[C]×[Mn]）≤0.1，（[P]+10[S]）≤0.04，钢板强度与扩孔率乘积TSxλ≥44000MPa%。

本发明的高扩孔钢板厚度为1.6～6.0mm。

在本发明成分设计中：

C：用于形成足够碳化物强化相，以保证钢的强度级别，C太低强度达不到要求，C过高析出碳化物颗粒大不利于钢板扩孔性能。此外，对碳锰钢而言，钢中的碳和锰相互作用，对珠光体组织形成和分布都有一定影响，碳锰含量过高，[C]*[Mn]乘积大，易产生珠光体相粗大和珠光体带状组织，本发明对碳锰含量的匹配进行控制，要求([C]*[Mn])≤0.1。

Si：在碳锰钢中起固溶强化作用，在提高强度的同时提高钢板的延伸率，改善钢板的成形性，适当的硅含量应大于0.3%，加硅的负面影响是硅高容易使钢板表面产生红铁皮等表面缺陷，不能目标用户高表面质量要求。

Mn：是固溶强化元素，低于0.9%钢的强度不足，过高锰含量将增加珠光体相比例，高锰含量导致板坯锰成分偏析，是钢板带状组织的主要原因之一，而带状组织会劣化钢板的扩孔性能。本发明中锰最佳的锰含量应在1.5%以下。

P：磷是钢中的杂质元素，含量应越低越好，过高磷量会造成强度偏高，同时连铸过程中磷会加剧板坯成分偏析，导致组织不均匀，需控制，本发明要求P≤0.02%。

S：硫是钢中的杂质元素，S在钢中易形成MnS，钢中硫化物数量和形态直接影响钢板的扩孔率，S必须低于0.005%，最好低于0.003%。夹杂元素数量和形态对钢板的扩孔性能有很大的影响，特别是条状硫化物夹杂在变形中容易导致裂纹发生，要求磷硫总量控制在([P]+10[S])≤0.04。

Al：是钢中的脱氧元素，减少钢中的氧化物夹杂、纯净钢质，有利于提高钢板的成形性能。Al：0.02～0.06%，不宜过低，但过高时影响连铸生产。

Ca：可改变钢中硫化物的形态，提高钢板的塑性和韧性，对本发明钢水钙处理，并控制Ca＜0.0050%。

本发明的抗拉强度440MPa级高扩孔钢板的制造方法，包括以下步骤：

1)冶炼、铸造