一种800MPa级高强塑积Q&P钢板及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种800MPa级高强塑积Q&P钢板及其制备方法，属于冷轧汽车用钢生产技术领域。该钢板的化学成分按重量百分数为：C：0.38～0.42％，Si：0:10～0.30％，Mn：0.80～1.20％，Al：2.80～3.20％，P≤0.020％，S≤0.0030％，N≤0.0060％，余量为Fe和不可避免的残存杂质元素。制备方法包括冶炼、连铸、热轧、酸洗、冷轧、连续退火；连续退火时将冷轧板加热到830～860℃；随后缓慢冷却至700～730℃；最后以40～60℃/s的冷却速率快冷至350～400℃进行过时效配分处理。本发明专利技术Q&P钢板力学性能优异，屈服强度≥480MPa，抗拉强度≥800MPa，延伸率≥25％，n≥0.20，屈强比≤0.75，冷成形性能良好。本发明专利技术对工艺装备要求不高，适合于现有连续退火生产线生产。

A 800MPa High Strength Plastic Product Q&P Steel Plate and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种800MPa级高强塑积Q＆P钢板及其制备方法
：本专利技术属于冷轧汽车用钢生产
，具体涉及一种抗拉强度800MPa级高强塑积冷轧Q&P钢板及其制备方法。
技术介绍
：近年来，随着我国汽车行业的快速发展，以及能源和环境问题的日益尖锐，为改善汽车燃油经济性并减少CO2排放以应对全球气候变化，我国《乘用车燃料消耗量限值》规定，到2020年我国生产的乘用车平均燃料消耗量要降至5升/百公里。日趋严格的排放标准给汽车制造商提出了更高的要求，也给汽车材料轻量化提供了发展机遇。汽车每减重100公斤，油耗降低0.64升/百公里，二氧化碳排放减少1公斤。因此通过减轻汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性、减少燃料消耗、降低排放污染，已成为未来的发展趋势。车身轻量化最明显的特征就是材料的选择。目前，应用于汽车轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等几种。由于钢与其它竞争材料(如铝、镁、碳纤维增强聚合物)相比，其制造成本低，同时全生命周期排放少，因此钢仍然是汽车工业的最佳选材。而且，钢在汽车行业有广泛应用的经验，汽车行业对其特性比较熟悉；这些将大大减少新设计、制造、加工与成形技术开发成本。生产更高强度与更优性能的钢将会被汽车行业燃油经济性与安全碰撞性需求所驱动。作为第三代先进高强钢的代表钢种，Q&P钢在添加少量合金的情况下具有较高的强度与塑性，即优异的综合性能，因此引起了冶金行业与汽车行业的广泛兴趣。目前对于Q&P钢的广泛推广应用主要遇到了两个瓶颈：(1)传统Q&P钢在生产过程中，为了获得较好的综合性能，往往需要在较低的温度进行淬火，然后快速升温至较高的配分温度进行合金元素配分，淬火温度与配分温度往往相差100℃左右，由于传统连续退火生产线过时效段无快速感应加热功能，因此该工艺很难在现有连续退火生产线推广使用。(2)目前对于冷成形来说，汽车行业的冲压设备与模具承受能力普遍在600-800MPa级，对于更高级别的钢种现有冲压设备很难满足其力能要求。因此开发能适应目前冶金与汽车工业生产装备能力要求的高强塑积Q&P钢对目前汽车轻量化与安全性的推进与改善具有十分重要的意义。目前涉及高强塑积Q&P钢的相关文献公开如下：中国专利CN108193138A公开了980MPa级汽车用冷轧高强Q&P钢及其生产方法，主要在传统CSiMn成分基础上，适当降低Si含量，以0.5～1.0％的Al进行替代，同时添加了0.04～0.07％的微合金元素Nb。其中Si、Mn含量相对较高，在传统连续退火生产线生产时很容易产生外氧化，致使表面颜色泛黄。中国专利CN105018843A公开了钒和钛复合添加的Q&P钢及其制造方法，其强度达1350～1450MPa，强度高冷成形难，只能用于简单的零部件生产。中国专利CN108660369A公开了抗拉强度大于1180MPa的淬火配分冷轧钢板及生产方法、中国专利CN103555902A公开了一种980MPa级高强塑积汽车用钢的热处理工艺与中国专利CN103555894A公开了一种Q&P980钢的热处理工艺，在退火过程中淬火与配分温度相差悬殊，对传统连续退火生产线批量化生产有较大难度。中国专利CN104988391A公开了一种1200MPa级冷轧Q&P钢及其制造方法，在退火过程中淬火与配分温度相差悬殊，同时快冷过程中要求辊冷与水冷，对目前传统连续退火生产线无法实现。中国专利CN101487096A公开了一种低合金高强度的C-Mn-Al系Q&P钢及其制造方法，采用的是低Si加Al成分体系，其中Al含量为1.0～1.5％，热处理过程中淬火温度与配分温度也较大，在传统连续退火生产线上实施有一定难度。中国专利CN103215491A公开了一种利用合金元素配分制备碳硅锰系Q&P钢的方法，该专利技术退火温度高达900～950℃，退火之前需在720～800℃预配分250～600s，同时淬火温度与最终配分温度差100℃以上，这在现有连续退火生产线无法实现。上述技术主要是通过各种强化手段与稳定奥氏体元素、工艺来提高Q&P钢的强度与塑性。然而对于Q&P钢生产来说，其抗拉强度1000～1200MPa级别范围内相对容易设计与生产，主要通过常规CSiMn合金元素的控制及添加少量其余合金元素，对生产工艺进行适当控制即可获得。但是对于800MPa级Q&P钢来说，其生产有一定难度，采用常规的CSiMn成分体系无法实现，添加合金元素少，无法满足其淬透性要求；添加合金元素稍高，其强度就达1000MPa及以上，因此需要采用新的成分体系与设计理念来实现。另外上述技术中对均热温度要求过高、冷速要求过快以及淬火与配分温度相差悬殊，在现有连续退火生产线上也很难实现。
技术实现思路
：本专利技术针对现有Q&P钢制备技术中存在的上述不足，提供一种适合现有工艺装备与市场需求的800MPa级高强塑积Q&P钢板及其制备方法，本专利技术高强塑积Q&P钢板具有良好的冷成形性能，适合作为汽车A、B柱与防撞梁等高强度冷冲压结构件与防撞件。本专利技术方法所制备的高强塑积Q&P钢板的屈服强度≥480MPa，抗拉强度≥800MPa，延伸率≥25％，n≥0.20，屈强比≤0.75。本专利技术所提供的800MPa级高强塑积Q&P钢板的化学成分按质量百分数为：C：0.38～0.42％，Si：0:10～0.30％，Mn：0.80～1.20％，Al：2.80～3.20％，P≤0.020％，S≤0.0030％，N≤0.0060％，余量为Fe和不可避免的残存杂质元素。本专利技术提供一种800MPa级高强塑积Q&P钢板的制备方法，该制备方法包括冶炼、精炼、连铸、热轧、酸洗、冷轧及退火，该制备方法的具体步骤如下：(1)冶炼，冶炼在电弧炉或转炉中进行，控制钢中的P≤0.02wt％。(2)精炼，精炼采用LF与RH，为了提高铸坯与成品质量及最终产品的综合性能，在精炼过程中尽可能去除钢中S、O、N杂质元素含量。(3)连铸，连铸采用全保护浇注与电磁搅拌，连铸后的板坯切割好后直接热装装入加热炉；(4)热轧，热轧加热温度为1300～1350℃，粗轧在奥氏体再结晶区轧制，粗轧阶段采用8～10道次，奥氏体再结晶区总压下率大于70％，中间坯厚度为30～50mm，精轧在奥氏体未再结晶区轧制，精轧阶段采用6～7道次，奥氏体未再结晶区总压下率大于80％，终轧温度控制在890～920℃，轧至目标厚度后在600～650℃范围内进行卷取；(5)酸洗，酸洗采用推拉式酸洗，热轧带钢经盐酸槽酸洗，以去除表面氧化铁皮；(6)冷轧，冷轧在单机架可逆式轧机上进行，轧制过程采用多道次小压下，总圧下率为50～65％；(7)退火，退火采用连续式退火炉，首先将带钢以5～8℃/s的加热速率加热至170℃进行预热，然后以1.5～2.5℃/s的加热速率将带钢进一步加热至830～860℃进行均温，保温时间为100～150s，然后以4～6℃/s的冷却速率冷至700～730℃，随后通过30％H2+N2混合气体以40～60℃/s的冷却速率冷至350～400℃过时效处理400～900s，最后以2～3℃/s的速率冷至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种800MPa级高强塑积Q&P钢板，其特征在于所述钢板的化学成分按质量百分数为：C：0.38～0.42％，Si：0:10～0.30％，Mn：0.80～1.20％，Al：2.80～3.20％，P≤0.020％，S≤0.0030％，N≤0.0060％，余量为Fe和不可避免的残存杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种800MPa级高强塑积Q&P钢板，其特征在于所述钢板的化学成分按质量百分数为：C：0.38～0.42％，Si：0:10～0.30％，Mn：0.80～1.20％，Al：2.80～3.20％，P≤0.020％，S≤0.0030％，N≤0.0060％，余量为Fe和不可避免的残存杂质元素。2.如权利要求1所述800MPa级高强塑积Q&P钢板的制备方法，其特征在于该制备方法包括冶炼、精炼、连铸、热轧、酸洗、冷轧及退火，该制备方法的具体步骤如下：(1)冶炼，冶炼在电弧炉或转炉中进行，控制钢中的P≤0.02wt％；(2)精炼，精炼采用LF与RH；(3)连铸，连铸采用全保护浇注与电磁搅拌，连铸后的板坯切割好后直接热装装入加热炉；(4)热轧，热轧加热温度为1300～1350℃，粗轧在奥氏体再结晶区轧制，粗轧阶段采用8～10道次，奥氏体再结晶区总压下率...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘红波，沈晓辉，曹京华，刘永刚，潘烁，王会廷，詹华，闫军，肖洋洋，刘伟明，章静，曹杰，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34