高成型性冷轧超高强度复合钢板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高成型性冷轧超高强度复合钢板，其具有作为中间基层的高强碳钢层以及单面地或双面地通过轧制复合复合于高强碳钢层表面的复合表层，所述复合表层为软钢碳钢层。相应地，本发明专利技术还公开了一种所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板的制造方法。本发明专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板采用高强度的中间基层，通过轧制复合从而具有更多组织特征，不同组织的合理分布使得钢板较单一组成的钢材料具有更优的性能，在延伸率和冷弯性能上表现优良，其抗拉强度大于1400MPa；其延伸率≥5％；90度冷弯性能表征参量R/t≤2，其中R表示弯曲半径，t表示板厚。

High formability cold rolled ultra high strength composite steel plate and its manufacturing method

The invention discloses a high formability cold-rolled ultra-high strength composite steel plate, which has a high strength carbon steel layer as an intermediate base and a composite surface layer which is rolled and laminated unilaterally or bilaterally on the surface of a high strength carbon steel layer. The composite surface layer is a soft steel carbon steel layer. Accordingly, the invention also discloses a manufacturing method of the high formability cold-rolled ultra-high strength composite steel plate. The high-formability cold-rolled super-high-strength composite steel plate of the invention adopts a high-strength intermediate base, which has more microstructure characteristics through rolling and compounding. Rational distribution of different microstructure makes the steel plate have better performance than a single steel material, excellent elongation and cold bending performance, and high tensile strength. At 1400 MPa, its elongation (> 5%) and 90 degree cold bending performance characterization parameter R / T (> 2), where R represents the bending radius, T represents the thickness.

【技术实现步骤摘要】
高成型性冷轧超高强度复合钢板及其制造方法
本专利技术涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种复合钢板及其制造方法。
技术介绍
随着全球能源危机和环境问题的加剧，节能和安全成为了汽车制造业的主要发展方向。降低车重是节能和减少排放措施之一。马氏体钢尽管延伸率比较有限，但屈强比高，适于结构件的制造。随着辊压技术的发展，马氏体钢生产和应用发展迅速，780-1500MPa的马氏体钢已经列入许多汽车公司的材料标准。900、980、1180、1400Mpa级别的冷轧马氏体钢已经有了相当广泛的应用，1400Mpa及以上级别的马氏体钢由于弯曲性能减弱，还不能完全满足乘用车结构件的成型过程需求，影响了其在汽车结构件中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高成型性冷轧超高强度复合钢板，所得的高成型性冷轧超高强度复合钢板采用高强度的中间基层，通过轧制复合从而具有更多组织特征，不同组织的合理分布使得复合钢板较单一组成的钢材料具有更优的性能，在延伸率和冷弯性能上表现优良。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种高成型性冷轧超高强度复合钢板，其具有作为中间基层的高强碳钢层以及单面地或双面地通过轧制复合复合于高强碳钢层表面的复合表层，所述复合表层为软钢碳钢层。在本专利技术所述的技术方案中，将高强碳钢层及软钢碳钢层通过轧制复合到一起，因而，钢材料的多组织特征使得轧制复合后的复合钢板具有更好的各项成型性能，也就是说，高强碳钢层作为中间基层以及单面地或双面地轧制复合于中间基层表面的复合表层(即软钢碳钢层)大幅度提高了钢材料的弯曲性能，改善延伸率，从而使得本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板在具有高强度的同时弯曲性能、延伸率更优，在汽车结构件应用中发挥更大的作用。其中，所述的高强碳钢层采用较高强度且具有良好成型性的基体，以保证轧制复合后的复合钢板具有高成型性；进一步地，在本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板中，所述高强碳钢层具有在厚度方向上位于芯部的完全马氏体层和位于完全马氏体层外侧的铁素体+马氏体双相层；所述复合表层的微观组织为铁素体。进一步地，在本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板中，在所述铁素体+马氏体双相层中，铁素体的相比例为20-80％。为了使得本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板中高强碳钢层具有高强度和良好成型性，需要通过对各合金元素的合理设计，从而获得均匀细小的高强度组织。进一步地，在本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板中，所述高强碳钢层的化学元素质量百分比为：C：0.15％～0.35％，Si：0.1％～0.6％，Mn：0.8％～2.6％，Al：0.01％～0.08％，B：0.001～0.005％，Ti：0.01～0.05％，Cr：0.05～0.5％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。在本专利技术所述的技术方案中，高强碳钢层中合金元素例如碳、锰、硼的添加，是为了获得所需的均匀细小的微观组织，其中，限定C的质量百分比是为了马氏体稳定的形成提高可能，同时不会造成马氏体硬度过高。而限定Mn元素的质量百分比是为了保证淬火性能，同时和C元素一起构成本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板的强度保证。此外，B元素的添加是为了保证淬火性能的同时改善P在晶界上偏聚的倾向。在本专利技术所述的技术方案中，钢中不可避免的杂质元素例如P、S需要控制的越少越好，减少夹杂。本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板中高强碳钢层的各化学元素设计原理具体情况如下所述：C：在本专利技术所述的高成形性冷轧超高强度复合钢板高强碳钢层中，C元素的添加起到提高钢的强度，提高马氏体的硬度。因此，选择C的质量百分比在0.15％～0.35％之间，这是因为：当C的质量百分比低于0.15％，则复合钢板的强度受到影响，并且不利于奥氏体的形成量和稳定性；当C的质量百分比高于0.35％，则造成马氏体硬度过高，不利于复合钢板的成型性能。在一些优选的实施方式中，C的质量百分比控制在C：0.17％～0.25％。Si：在本专利技术所述的技术方案中，高强碳钢层添加Si可以提高淬透性。并且钢中固溶的Si可以影响位错的交互作用，增加加工硬化率。在一些优选的实施方式中，Si的质量百分比控制在Si：0.2％～0.3％。Mn：在本专利技术所述的技术方案中，高强碳钢层添加Mn元素有利于钢的淬透性提高，有效提高复合钢板的强度。而选取Mn的质量百分比在0.8％～2.6％是因为：当Mn的质量百分比低于0.8％时，则复合钢板的强度不足；当Mn的质量百分比高于2.6％时，则复合钢板的强度过高，使得其成型性能下降，且容易发生偏析。因此，本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板的高强碳钢层中控制Mn的质量百分比在Mn：0.8-2.6％。在一些优选的实施方式中，Mn的质量百分比控制在Mn：1％～2％。Al：在本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板中，高强碳钢层添加Al起到了脱氧作用和细化晶粒的作用，因此，Al的质量百分比控制在Al：0.01％～0.08％。在一些优选的实施方式中，Al的质量百分比控制在0.015～0.075％。B：在本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板的高强碳钢层添加B元素的作用是提高钢的淬透性，有效提高钢的强度，此外，B能够减轻P的晶间偏聚倾向。因此，在本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板的高强碳钢层中控制B的质量百分比在B：0.001～0.005％.Ti：在本专利技术所述的技术方案中，高强碳钢层添加0.01～0.05％的Ti，是因为：添加的强碳化物形成元素Ti在高温下也显示出一种强烈的抑制奥氏体晶粒长大的效果，同时Ti的添加有助于有效细化晶粒。在一些优选的实施方式中，Ti的质量百分比控制在Ti：0.02％～0.035％。Cr：在本专利技术所述的技术方案中，在高强碳钢层中添加Cr元素也起到提高钢的淬透性作用，并且有效提高复合钢板的强度。Cr对Bs点的降低作用大于Mn，对Ms点的降低作用小于Mn。在一些优选的实施方式中，Cr的质量百分比控制在Cr：0.1％～0.2％。在本专利技术所述的技术方案中，不可避免的杂质元素包括P、N、S，杂质含量控制得越低，实施效果越好，P的质量百分比控制在P≤0.020％，S形成的MnS严重影响成形性能，因而S的质量百分比控制在S≤0.004％，由于N容易导致板坯表面产生裂纹或气泡，因而，N≤0.01％。进一步地，在本专利技术所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板中，所述复合表层的化学元素质量百分比为：C：0～0.07％，Si：0～0.3％，Mn：0～1％，Al：0.01％～0.1％，B：0～0.0035％，Ti：0～0.1％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。在本专利技术所述的技术方案中，复合表层中的各化学元素设计原理如下所述：C：在本专利技术所述的高成形性冷轧超高强度复合钢板中，复合表层采取较少的C元素添加，是为了保证复合表层具有低强度、高成型性的软钢性能。因此，选择C的质量百分比在0～0.07％之间。在一些优选的实施方式中，C的质量百分比控制在0～0.03％之间。Si：Si是铁素体的固溶强化元素，它有效地提高铁素体的强度，但添加Si降低铁素体的延性。所以，复合表层中Si的质量百分比在0～0.3％。在一些优选的实施方式中，Si的质量百分比控制在0～0.1％之间。Mn：在本专利技术所述的高成形性冷轧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高成型性冷轧超高强度复合钢板，其特征在于：其具有作为中间基层的高强碳钢层以及单面地或双面地通过轧制复合复合于高强碳钢层表面的复合表层，所述复合表层为软钢碳钢层。

【技术特征摘要】
1.一种高成型性冷轧超高强度复合钢板，其特征在于：其具有作为中间基层的高强碳钢层以及单面地或双面地通过轧制复合复合于高强碳钢层表面的复合表层，所述复合表层为软钢碳钢层。2.如权利要求1所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板，其特征在于，所述高强碳钢层具有在厚度方向上位于芯部的完全马氏体层和位于完全马氏体层外侧的铁素体+马氏体双相层；所述复合表层的微观组织为铁素体。3.如权利要求2所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板，其特征在于，在所述铁素体+马氏体双相层中，铁素体的相比例为20-80％。4.如权利要求1所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板，其特征在于，所述高强碳钢层的化学元素质量百分比为：C：0.15％～0.35％，Si：0.1％～0.6％，Mn：0.8％～2.6％，Al：0.01％～0.08％，B：0.001～0.005％，Ti：0.01～0.05％，Cr：0.05～0.5％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。5.如权利要求1所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板，其特征在于，所述复合表层的化学元素质量百分比为：C：0～0.07％，Si：0～0.3％，Mn：0～1％，Al：0.01％～0.1％，B：0～0.0035％，Ti：0～0.1％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。6.如权利要求1所述的高成型性冷轧超高强度复合钢板，其特征在于，所述高强碳钢层单面...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛鹏，朱晓东，闫博，焦四海，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31