[发明专利]一种600MPa级含铬、铌热轧双相钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺领域，特别涉及一种在中薄板坯连铸连轧线上生产抗拉强度达到600MPa级的含铬、铌热轧双相钢板及其制造方法。

背景技术

组织由大量铁素体和少量马氏体组成的双相钢具有良好的强塑性配比及优良的成形性等优点，其产品可广泛应用于汽车的运动构件和安全构件，如车轮、底盘、保险杠等。1994年，国际钢铁协会制定了超轻钢车体计划（ULSAB），在超轻钢车体中，双相钢将占车体总质量的74.3%。而随着工业的高速发展，人类对资源和环境的使用需求迅速增加，在钢铁工业，为了满足未来可持续发展的需要，开发和使用低能耗、低资源占用、低污染、长寿命、高综合性能的钢材已是必然，在此背景下，双相钢得到汽车制造厂商的广泛关注。

双相钢的生产工艺主要有两种：热处理法和直接热轧法。相比之下，直接热轧法生产双相钢工序简单，成本低，节约工时和能源，便于大规模生产，成为生产双相钢的首选方法。目前各钢厂和研究机构已开发出多个级别的热轧双相钢板，但主要存在两个方面的问题：一是成分中含有较高的Si元素或贵重合金元素(如Mo)，使钢材出现表面质量较差、成分较高等问题，很难打入市场。二是冷却工艺复杂，难以控制，导致钢板的性能波动较大，对于Si-Mn系热轧双相钢而言，还存在卷取温度较低，对卷取设备的要求较高等问题。这些都对热轧双相钢板的大规模工业生产及应用产生巨大影响。

公开号CN1807669A提出了一种抗拉强度为600MPa级热轧双相钢板及其制造方法，其采用薄板坯连铸连轧线及快速冷却工艺生产热轧双相钢板，钢板采用低C、低Si的低成本成分设计，并具有良好的力学性能。但生产过程中采用低温轧制和卷取，终轧温度为780-850℃，卷取温度低于200℃，对热轧机和卷取机的能力要求较高。同时，需要快冷设备，以保证钢板能快速冷却至200℃以下，因而在传统的薄板坯连铸连轧线上很难实现。公开号为CN1789467A和CN1566389A的专利具有同样的问题。

公开号CN101130847A公开了一种在中薄板坯连铸连轧线上生产热轧双相钢板的方法，通过合理的成分设计和热轧工艺的配合，可以在中温区域进行卷取，以获得双相钢板，但钢板的成分中含有0.001-0.7%的Mo元素，导致成本较高。

公开号CN101717886A提出了一种抗拉强度为650MPa级的热轧双相钢板及其制造方法，虽然其成本较低，轧后冷却工艺也相对简单，但其成分中Si含量较高，达到0.5-1.2%，这将导致钢板出现表面质量问题，同时其卷取温度要求低于300℃，对设备的卷曲能力和冷却能力均有较高的要求。公开号为CN1970813A的专利中也出现类似问题。

发明内容

本发明旨在克服双相钢板生产的现存问题，进而提供一种工艺简单，易于实施和操作，能在中薄板坯连铸连轧线上大规模生产低成本、抗拉强度达到600MPa级的含铬、铌热轧双相钢板及其制造方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种600MPa级含铬、铌热轧双相钢板，其特征在于，以C-Si-Mn系热轧双相钢成分为基础，在降低Si含量的同时，添加一定量的Cr和Nb元素，其化学成分wt%为：C0.050～0.10%、Si0.050～0.50%、Mn1.0～1.80%、Als0.010～0.080%、Cr0.30～1.20%、Nb0.010～0.050%，并限制P<0.020%、S<0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

一种600MPa级含铬、铌热轧双相的生产方法，通过中薄板坯连铸连轧线生产最终组织中铁素体体积分数为80～90%，马氏体体积分数为10～20%、强度级别达到600MPa级热轧双相钢板。其具体方法及步骤为：

1、加热工艺：

将厚度为80～200mm的连铸坯加热到1200±20℃,保温时间1-3h；以保证钢成分的均匀性，尤其是使Nb析出物能充分溶解。

2、轧制工艺：

粗轧开轧温度为1040～1100℃，Nb对钢的再结晶具有较强的抑制作用，提高钢再结晶终止温度，可使钢板在较高的温度下进行精轧，精轧终轧温度为860～920℃。

3、冷却及卷取工艺：

终轧后，将钢板以大于40℃/s的快冷速率快速冷却至铁素体转变较快温度区域；然后进行空冷，使组织中产生足够百分含量的铁素体，空冷开始温度为680～720℃，空冷时间5～10s；空冷后将钢板以大于50℃/s的冷却速率快速冷却至480～550℃进行卷取，Cr元素的加入扩大了“卷取窗口”，使中温卷取获得双相钢得以实现。成品厚度为2～8mm。