一种高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板及制造方法技术

一种高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板及制造方法，其成分重量百分比为：C 0.045‑0.085％、Si≤0.15％、Mn 1.0～1.5％、P≤0.05％、S≤0.001％、Al 0.5～2.0％、N≤0.0060％；Ti≤0.03％、B≤0.0005％，其余是Fe和不可避免的杂质；且，Mn+20C＝2.2‑3.2％。本发明专利技术热轧高强度钢板，不用热处理的，用一般热轧生产线即可直接生产590MPa以上级高强度钢板，这种高强度钢板热轧后冷却工艺较简单、性能均匀、板形好，具有良好冷加工性和焊接性能，生产成本低，同时具有良好的表面质量，能够满足汽车底盘和汽车车轮外观和涂覆的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板及制造方法
本专利技术属于汽车用钢，特别涉及一种高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板及制造方法，特别适合用作轿车的车轮等汽车外观部件。
技术介绍
近年来，由于人类环境保护意识日益增强，降低汽车的油耗及减少CO2的排放已经成为了一个全球共同的呼声，在为了达到这一目标的多种措施中，汽车减重则是一个非常有效的手段。这一全球性的趋势以及对汽车安全性重视，带来了对各种先进的高强度、加工性能良好的新型钢铁材料的需求。热轧钢板主要用于轿车底盘、车轮、悬挂及其周围部件，它的重量大约占车体总重量的25％以上。由于强度的提高，用于许多零件制造的设备能力也面临提升的压力，因此，希望能够得到屈服强度低、抗拉强度高的材料，从而解决面临的矛盾。与此同时，用于这些部位上的许多零部件既有外观件如车轮，也有涂覆件，需要钢板表面有良好的可涂覆性能。传统意义上的双相钢，其组织为铁素体+马氏体，它具有屈强比低、无屈服平台、加工硬化率高、烘烤硬化高、疲劳寿命长、焊接性能好等多种优异性能，为了获得希望的组织构成和良好的性能，通常要在成分中添加Si，以扩大铁素体形成区域。但与此同时，Si的加入也造成了在热轧钢板表面形成由FeO-Fe2SiO4构成的尖橄榄石晶体，这种晶体在除鳞时无法去除干净，使钢板表面沿轧向留下一条条“红铁皮”缺陷，参见图1。因此，迫切需要一种既具有双相钢所特有的低屈强比、加工硬化率高等诸多优点、又具有较高表面质量的钢种，以满足汽车底盘和汽车车轮外观和涂覆的要求。中国台湾专利TWI300443B提出了一个成分为C0.01-0.08％，Si<0.9％，Mn0.5-1.6％，A11.2％，Cr0.3-1.2％的热轧钢板制造工艺，分两个阶段冷却，在第一阶段先以2-15℃/s的速度冷却8-40s至730℃，而后以20-150℃/s的冷速将钢板冷却到300℃以下。德国专利DE10327383C5提出了一种生产的热轧双相钢板的方法，钢的成分为：0.01-0.08％C、≤0.9％Si、0.5-1.9％Mn、≤1.2％Al、0.3-1.2％Cr，其余为Fe，在A3之下50-100℃开始终轧，随后以30-150℃/s冷却到铁素体区域，并冷却5秒，再以30-150℃/s冷却到300℃。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板及制造方法，不用热处理的，用一般热轧生产线直接生产的590MPa以上级高强度钢板，这种高强度钢板热轧后冷却工艺较简单、性能均匀、板形好，具有良好冷加工性和焊接性能，生产成本低，同时具有良好的表面质量，能够满足汽车底盘和汽车车轮外观和涂覆的要求。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板，其成分重量百分比为：C0.045-0.085％、Si≤0.15％、Mn1.0～1.5％、P≤0.05％、S≤0.001％、Al0.5～2.0％、N≤0.0060％；Ti≤0.03％、B≤0.0005％，其余是Fe和不可避免的杂质；且，Mn+20C＝2.2-3.2％。本专利技术所述热轧高强度钢板的组织为铁素体和马氏体，其中，马氏体占15-20％，铁素体中80％以上铁素体长宽比≤1.5。在本专利技术钢成分设计中：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太高对焊接性能和成形性能不利。Si：在钢中的作用有如下三个：1)起固溶强化作用，提高钢的强度；2)可以对奥氏体向铁素体的转变起加速的作用，使奥氏体向铁素体的转变速度加快。3)阻止C化物的析出，避免珠光体相的出现。作为汽车底盘和车轮用材料，传统双相钢必须有足够的强度以及优良的延伸率，但由于传统双相钢中包含较高的Si，造成表面出现红铁皮缺陷。为了避免在双相钢中出现这一缺陷，需要采用低Si成分。在本专利技术中要求将Si含量控制在0.15％以下。Mn：是固溶强化元素，低于1.0％钢的强度不足，太高会使钢的塑性下降。另外，Mn+20C＝2.2-3.2％，过低则马氏体会不足15％，过高则马氏体会超20％。P：是钢中的杂质元素，含量应越低越好。S：也是钢中的杂质元素，通常要求钢中S含量在0.01％以下。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。同时，加入较高含量的Al，可以部分代替Si的作用，Ti：是有效细化晶粒、提高强度和韧性的元素，以碳化物和碳氮化物的形式存在于钢中，加入量低于0.01％强化效果小。B：晶界强化元素，可以有效提高铁素体基体的强度。本专利技术所述的高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板的制造方法，其包括如下步骤：1)按上述成分冶炼、铸造成铸坯；2)铸坯经1150～1250℃加热后，在奥氏体区进行轧制，轧制变形量80-95％，终轧温度830～900℃；3)终轧后的钢板以50～150℃/s以上的冷却速度冷到650～750℃，随后以1～5℃/s的冷却速度在空气中冷却2～10秒钟，随后再次以100℃/s以上的冷却速度冷却至350～500℃并卷取，然后空冷至室温。在本专利技术制造工艺中：加热温度低于1150℃，微合金元素溶解不充分，未能充分利用微合金元素的作用，强度降低。高于1250℃晶粒容易粗化，对提高钢板韧性不利。板坯在奥氏体再晶界区进行粗轧，通过轧制变形后的再结晶细化奥氏体晶粒，钢板的变形量在80-95％，终轧温度控制在奥氏体未再结晶区780～850℃，通过奥氏体低温区的轧制变形，使奥氏体晶粒内形成变形带并因应变诱发微合金元素的碳氮化物沉淀，细化奥氏体的相变产物，提高钢板的韧性。终轧后钢板以50～150℃/s以上冷却速度冷却到600～750℃(铁素体+奥氏体两相区)，在空气中以10℃/s左右的冷却速度冷却3～10秒，使部分奥氏体在此温度范围转变成等轴状铁素体(80％铁素体长宽比≤1.5)，随后钢板以50-200℃/s的冷却速度冷却到50～300℃卷取，使材料穿过贝氏体区进入马氏体区，最终形成大约15-20％的马氏体。为了保证钢板表面无红铁皮缺陷，必须确保成分中Si含量低于0.10％。同时，为了弥补Si含量降低所造成的强度下降、铁素体形成困难等问题，需要添加0.5-2.0％Al进行弥补，从而能够有效改善钢板表面质量。参见图2。若卷取温度高于300℃，钢板微观组织中容易出现大量的贝氏体，使高强度钢的强度低于590MPa。本专利技术的有益效果：本专利技术热轧高强度高强度钢板，采用了比较简单的成分设计，以Al代Si，以改善钢板表面质量，不使用较为昂贵的Nb、Mo、Cr等元素，合金成本较低；在生产过程中，采用了相对简单的生产工艺，热轧后在常规层流冷却工序上增加了一个分段冷却模式，易于生产。按照上述成分设计和工艺设计所生产的本专利技术钢板，具有高强度(≥590MPa)、低屈服强度(屈强比≤0.6)以及良好的表面质量，使得本专利技术钢板在制造需要良好的外观以及良好的涂覆性能的汽车底盘和车轮部件时，具有独到的优势。附图说明图1为现有钢板表面“红铁皮”缺陷照片。图2为本专利技术钢板表面的照片。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步说明。表1是本专利技术实施例A～G钢的化学成分，H钢是日本专利JP09263885A的比较钢。表1本专利技术实施例经冶炼、锻造、轧制，表2是轧制时工艺控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板，其成分重量百分比为：C 0.045‑0.085％、Si≤0.15％、Mn 1.0～1.5％、P≤0.05％、S≤0.001％、Al 0.5～2.0％、N≤0.0060％；Ti≤0.03％、B≤0.0005％，其余是Fe和不可避免的杂质；且，Mn+20C＝2.2‑3.2％。

【技术特征摘要】
1.一种高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板，其成分重量百分比为：C0.045-0.085％、Si≤0.15％、Mn1.0～1.5％、P≤0.05％、S≤0.001％、Al0.5～2.0％、N≤0.0060％；Ti≤0.03％、B≤0.0005％，其余是Fe和不可避免的杂质；且，Mn+20C＝2.2-3.2％。2.如权利要求1所述的高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板，其特征在于，所述热轧高强度钢板的抗拉强度≥590MPa，屈强比≤0.6。3.如权利要求1或2所述的高表面质量、低屈强比热轧高强度钢板，其特征在于，所述热轧高强度钢板的组织为铁素体和马氏体，其中，马氏体占15-20％体积比，铁素体中80％以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建苏，柏明卓，庞厚君，胡兆辉，华骏山，郁锋，王明，
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