[发明专利]一种1180MPa级冷轧轻质高强钢及其制备方法

说明书

本发明公开一种1180MPa级冷轧轻质高强钢及其制备方法。钢中含有C：0.32％～0.45％，Si：1.1％～1.8％，Mn：2.1％～3.2％，P：0.05％～0.07％，S≤0.03％，Al：3.4％～5.0％，Cr：0.13％～0.52％，Mo：0.04％～0.21％，B：0.001％～0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质，且满足1.1≤(12C+Mn)/(1.2Si+0.9Al)≤1.5。在连续退火前进行淬火，淬火温度为820～900℃，淬火保温时间为80～248s，冷却速率＞35℃/s，淬火冷却温度为28～220℃。得到高强度和具有优良延伸率的冷轧轻质钢。

技术领域

本发明属于汽车用钢制造领域，涉及一种冷轧轻质高强钢及其制备方法，该钢种适用于制造汽车车身结构件，安全件、防撞件等以及其它用途的产品。

背景技术

近年来，随着节能环保要求的不断提高，轻量化和电动化成为汽车行业发展的主流趋势，高强超高强汽车用钢的研制开发和大量使用成为实现汽车轻量化的有效手段。随着汽车用钢强度的不断增加，单纯依靠提高钢板强度来降低汽车零部件重量的方法越来越困难。人们尝试使用Al、Mg、碳纤维等轻质材料来制造汽车零部件和整车，然而由于成本高以及加工性能、焊接性能不足等原因，使Al、Mg、碳纤维等轻质材料的应用受到限制。因此，冷轧轻质高强钢的开发为解决上述难题提供了一个很好的方法。

专利文献CN 110983195 A公开了一种汽车用低密度高强钢及其制备方法。所述汽车用低密度高强钢的成分重量百分比组成为：C：0.3％～0.5％，Si：0.2％～0.5％，Mn：1％～2％，P≤0.01％，S≤0.01％，Ce：0.020％～0.040％，N≤0.0060％，Als：3.50％～4.8％，余量为Fe和不可避免的杂质。采用冷轧-连退的生产工艺生产出980MPa级高强钢，但是该发明的生产工艺复杂，产品延伸率低，难以满足汽车复杂零部件的使用需求。

专利文献CN 101775470A公开了一种抗拉强度700～800MPa级热轧高强轻质双相钢及其制造方法。其主要化学成分为：C：0.2％～0.5％，Mn：2.0％～6.0％，Si：0.3％～1.0％，N≤0.008％，P≤0.015％，S≤0.010％，Al：4.0％～9.0％，还包括Cr、Ti、V、Mo、Nb、Ca、Ni、Cu中的至少一种或几种，且0.8≤(15C+0.5Mn)/(Al+Si)≤1.20，其余为Fe和不可避免的杂质。采用热轧工艺，生产出强度级别为700～800MPa级高强轻质双相钢，但是该发明的产品延伸率较低，难以满足汽车零部件的冲压需求。

综上，现有的轻质高强汽车用钢存在成本高、工艺复杂、产品成形性能较差等问题，难以满足汽车零部件的使用需求。

发明内容

针对以上现有技术问题，本发明的目的在于提供一种高强、高塑、冷轧轻质1180MPa级高强钢及其制备方法，满足汽车车身结构件高强高延伸率轻质的要求。

具体的技术方案是：

一种1180MPa级冷轧轻质高强钢，其化学成分以质量百分比计为：C：0.32％～0.45％，Si：1.1％～1.8％，Mn：2.1％～3.2％，P：0.05％～0.07％，S≤0.03％，Al：3.4％～5.0％，Cr：0.13％～0.52％，Mo：0.04％～0.21％，B：0.001％～0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质，且钢中的C、Mn、Al、Si元素需要符合下面的关系1.1≤(12C+Mn)/(1.2Si+0.9Al)≤1.5。

本发明合金设计的理由如下：

C：C元素是在钢中主要起到固溶强化的作用，提高钢板的硬度、屈服强度和抗拉强度。同时，C元素具有形成和稳定奥氏体的作用，通过热处理工艺控制，使C在钢中奥氏体相富集，形成亚稳奥氏体相，从而提高钢板的成形性能和延伸率。在含有Al元素的轻质钢中，C元素与Al、Mn易形成(FeMnAl)C的碳化物，降低钢板的强度和塑性，C元素含量不能过高。因此，本发明将C含量控制在0.32％～0.45％。