[发明专利]具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带及其制造方法

说明书

具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带及其制造方法，该钢板和钢带成分重量百分比为：C：0.07～0.14％，Si：0.1～0.4％，Mn：1.55～2.00％，P≤0.015％，S≤0.004％，Al：0.01～0.05％，N≤0.005％，Cr：0.15～0.50％，V：0.1～0.35％，Nb：0.01％～0.06％，Mo：0.15～0.50％，且Ti≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质；且同时需满足：1.0≤[(Cr/52)/(C/4)+(Nb/93+Ti/48+V/51+Mo/96)/(C/12)]≤1.6。本发明超高强热轧钢板和钢带的抗拉强度≥780MPa、屈服强度≥660MPa，拉伸疲劳极限(循环1000万次)FL≥570MPa，或疲劳极限比抗拉强度FL/Rm≥0.72，扩孔率满足：若原始孔为冲压孔：扩孔率＞85％；若原始孔为铰孔：扩孔率＞120％。

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带及其制造方法，主要应用于制造汽车底盘、悬挂件等产品。

背景技术

汽车“轻量化”可直接减少排放，降低油耗，是当今汽车制造业发展的目标。汽车“轻量化”的一个重要的措施就是采用高强度和超高强度的钢板来代替软钢。大量采用高强钢后可实现20～25％的减重效果。在过去的十年中，白车身结构件已广泛采用兼具高强度与高延伸率的先进高强钢实现“轻量化”，取得了优异的节能减排效果。目前，“轻量化”概念进一步沿用至汽车底盘及悬挂系统，日益严苛的环保要求和市场需求也要求汽车底盘材料采用高强钢实现“轻量化”。

然而，对于汽车底盘及悬挂系统的结构件，其成形过程要求材料具有很高的扩孔率性能。此外，底盘及悬挂系统的结构件的服役特点亦要求材料具有较高的疲劳性能。尽管以贝氏体组织为主的高强钢因具有高强度和良好的扩孔性能而成为目前汽车底盘及悬挂系统零件的常用钢种，但由于贝氏体钢成分及组织复杂，且材料的高强度、高扩孔率与高疲劳极限三项性能之间相互制约，设计及制造兼具高强度、良好扩孔性与良好疲劳性能的钢材，具有极大的难度。

中国专利CN102612569A公开了一种高强度热轧钢板，其抗拉强度大于780MPa，1000万次弯曲疲劳极限比大于0.45，扩孔率(原始孔为冲孔)为30～50％。尽管该钢板具有较高的强度和一定的弯曲疲劳极限，但是扩孔率相对较低。

中国专利CN103108971A公开了一种耐疲劳特性优良的高强度热轧钢板，该钢板抗拉强度大于780MPa，200万次拉伸疲劳极限0.66～0.78。但是，该疲劳极限仅是200万次加载下的疲劳极限，根据公知常识，疲劳极限与循环次数成反比，故若进一步增加该材料的疲劳试验加载次数，其疲劳极限会进一步降低，且该专利未考虑材料的扩孔性能。

中国专利CN101906567A公开了一种扩孔加工性优异的高强度热轧钢板，该钢板抗拉强度大于780MPa，扩孔率(原始孔为冲孔)介于43～89％。中国专利文件CN104136643A公开了一种抗拉强度大于780MPa，扩孔率(原始孔为铰孔)介于37～103％的高强度热轧钢板。但是，上述两个专利均未考虑材料的疲劳性能。

而在上述四个专利中，Ti元素均为可选或必选的有益元素，是为了提高材料强度或抑制原始奥氏体晶粒长大。但是Ti元素与钢中常见杂质N元素在高温下会形成方形(或三角形)的大块、脆性、具有尖锐边角的TiN颗粒，会对钢材的弯曲、扩孔等成形性能产生有害影响，并会大幅降低钢材的疲劳极限。现有技术中均未考虑Ti元素会导致的这些不利影响。