一种980MPa级全铁素体基热轧超高强钢及其制造方法，该钢化学成分的质量百分比为：0.1％≤C≤0.2％，1.0％≤Mn≤2.0％，P≤0.015％，S≤0.005％，0.02％≤Al≤0.08％，0＜N≤0.005％，0.1％≤Ti≤0.20％，0.2％≤Mo≤0.5％，0.10％≤V≤0.50％，O≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，且需满足：0.10％≤(Ti-3.42N)/4+Mo/8+V/4.24≤0.20％；经过冶炼、铸造、高温加热、热轧、卷取工艺制造得到厚度为2.5～10mm的超高强钢，该超高强钢具有超高强度和高延伸率，其屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥980MPa，延伸率≥15％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热轧高强钢
，具体涉及一种980MPa级全铁素体基热轧超高强钢及其制造方法。
技术介绍
随着国家环保法律法规的日益严格和国家对汽车排放限制措施的实施，在汽车尤其是乘用车领域，高强减薄或汽车结构轻量化已成为国际上汽车制造厂商的重要研究方向。除了采用高强钢进行减薄之外，还采用更轻的镁、铝甚至碳纤维等先进材料。然而，与乘用车高强减薄和轻量化趋势不同，商用车的轻量化工作一直没有形成趋势。这其中一方面是由于商用车普遍超载比较严重，商用车的设计人员对结构的设计裕度很大；同时，商用车自身以及载重量均较大，采用高强钢减薄之后有时刚度难以保证；另外一方面重要原因是由于商用车相对乘用车而言，属于价格敏感客户群，用户通常希望在钢板的强度提高的同时价格最好不要提高太多，而且目前的商用车的加工厂普遍存在设备较为低端，仅适合于普通低强度钢的加工，对高强钢的加工没有太多经验且现有的模具等也不适合高强钢的加工和使用。因此，无论从对高强钢使用的需求意愿还是其自身的加工能力以及价格承受等方面都使得商用车的高强减薄和轻量化过程进展缓慢。但是，商用车的加工和使用者应认清行业发展的趋势，国家不可能一直对超载现象漠视，例如从今年开始，国家为了治理超重超载等问题出台了混凝土搅拌车的限重要求，严格限制这类车型的大小，超过国家规定的车辆严禁挂牌上路，这就促使商用车制造者和使用者不得不考虑采用高强钢进行轻量化，同时也是对自身产品的一种升级换代，有利于商用车整个行业的进步。从这也可以看出，商用车的轻量化也必将是未来的一种趋势，开发性能优异的高强钢也将是未来的发展趋势。目前，抗拉强度在980MPa以上级别高强钢的成分设计主要采用低碳加微合金元素，在工艺上采用在线或离线淬火加低温回火处理的方法。通常情况下，淬火+低温回火之后钢板的性能表现为屈服强度与抗拉强度比值较高，通常在0.90以上甚至接近1.0，而延伸率根据大生产的实际数据统计通常在13±1％，而用户目前的需求是在保持抗拉980MPa以上的基础上将延伸率提高至14％以上，这对传统的组织设计思路以及淬火加低温回火工艺来说是极大的挑战。日本专利P2008156681A采用了Nb微合金化成分设计和快速冷却至中温区的工艺，其组织特征为贝氏体而不是全铁素体，同时也没有采用纳米析出技术；日本专利JP4062118B9公开了一种高Ti型的纳米析出强化高强钢，但其组织主要是贝氏体和马氏体，而且抗拉强度在800MPa上下，未达到980MPa级别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种980MPa级全铁素体基热轧超高强钢及其制造方法，可用于制造屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥980MPa，延伸率≥15％的2.5～10mm厚的超高强度钢板，该钢板表现出优异的强度和塑性匹配。本专利技术的主要目的是通过准确合理的成分和与之相匹配的工艺设计生产一种抗拉强度达980MPa级的全铁素体基高强钢。加入较高含量的Ti以保证在热轧卷取阶段在铁素体中析出大量弥散细小的纳米碳化物，起到强烈的弥散析出强化效果；添加适量的Mo以保证在卷取缓慢冷却的过程中纳米粒子的高温热稳定性，避免纳米碳化物发生粗化而使其弥散强化效果较弱。除了采用(Ti，Mo)C纳米粒子析出强化外，还加入微合金元素V与C在铁素体中形成纳米VC，进一步提高钢的析出强化效果。热轧过程中在终轧结束后以较高的冷速使带钢快速冷却至合适的卷取温度，使带钢获得由细小的等轴铁素体和纳米碳化物组成的全铁素体基组织，从而获得980MPa级超高强钢。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种980MPa级全铁素体基热轧超高强钢，其化学成分的质量百分比为：0.1％≤C≤0.2％，1.0％≤Mn≤2.0％，P≤0.015％，S≤0.005％，0.02％≤Al≤0.08％，0＜N≤0.005％，0.1％≤Ti≤0.20％，0.2％≤Mo≤0.5％，0.10％≤V≤0.50％，O≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，且上述元素需同时满足如下关系：0.10％≤(Ti-3.42N)/4+Mo/8+V/4.24≤0.20％。优选的，所述钢板的化学成分还包含0＜Si≤0.15％，以质量百分比计。更优选的，所述钢板的化学成分还包含0＜Si≤0.10％，以质量百分比计。优选的，所述钢板的化学成分中1.2％≤Mn≤1.8％，以质量百分比计。进一步，所述的980MPa级全铁素体基热轧超高强钢的微观组织为全铁素体和纳米析出碳化物，其中，铁素体晶粒尺寸≤5μm，铁素体形态为近等轴型。所述980MPa级全铁素体基热轧超高强钢的屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥980MPa，延伸率≥15％。再，所述980MPa级全铁素体基热轧超高强钢厚度为2.5～10mm。在本专利技术的成分设计中：C：C是钢中的基本元素，也是本专利技术的重要元素之一。C作为钢中的间隙原子，对提高钢的强度起着非常重要的作用，对钢的屈服强度和抗拉强度影响最大。本专利技术为了获得抗拉强度达980MPa级的全铁素体基超高强钢，除了铁素体平均晶粒尺寸必须满足≤5μm外，必须依靠纳米析出物的强烈析出强化作用，钢中C的含量至少在0.10％以上，这是因为本发明加入的C必须被微合金元素Ti、Mo、V等所完全固定或固溶在钢中，C不能以渗碳体的形式出现在钢中；同时碳的含量也不能超过0.2％，否则在热轧高温卷取过程中不能形成全铁素体微观组织，会形成少量的珠光体类型的组织。本专利技术中C的加入量与Ti、Mo和V的加入量密切相关，本专利技术成分设计的一个重要原则是保证加入的C应全部与Ti、Mo和V原子相结合并形成大量弥散细小的且具有高热稳定性的纳米级(Ti，Mo)C和VC粒子。这些纳米粒子在高温卷取后的缓慢冷却过程中可有效的抑制铁素体晶粒长大，同时起到析出强化效果。需要说明的是，尽管从理论上而言，只要C，Ti、Mo和V的添加量按照碳化物原子百分比添加或者高于原子百分比添加就可以将碳原子全部固定，从而避免形成少量的珠光体类型的组织。但在实际生产过程中，由于Ti、Mo和V元素的固碳能力并不能完全发挥，钢板的组织中仍不可避免地出现极少量珠光体类型组织。因此，碳的含量必须控制在0.20％以下，且与Ti、Mo和V的含量之间满足下式，即0.10％≤(Ti-3.42N)/4+Mo/8+V/4.24≤0.20％。综上，C的含量应控制在0.10～0.20％。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种980MPa级全铁素体基热轧超高强钢，其化学成分的质量百分比为：0.1％≤C≤0.2％，1.0％≤Mn≤2.0％，P≤0.015％，S≤0.005％，0.02％≤Al≤0.08％，0＜N≤0.005％，0.1％≤Ti≤0.20％，0.2％≤Mo≤0.5％，0.10％≤V≤0.50％，O≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，且上述元素需同时满足如下关系：0.10％≤(Ti‑3.42N)/4+Mo/8+V/4.24≤0.20％。
【技术特征摘要】
1.一种980MPa级全铁素体基热轧超高强钢，其化学成分的质量百分比
为：0.1％≤C≤0.2％，1.0％≤Mn≤2.0％，P≤0.015％，S≤0.005％，
0.02％≤Al≤0.08％，0＜N≤0.005％，0.1％≤Ti≤0.20％，0.2％≤Mo≤
0.5％，0.10％≤V≤0.50％，O≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质，
且上述元素需同时满足如下关系：
0.10％≤(Ti-3.42N)/4+Mo/8+V/4.24≤0.20％。
2.根据权利要求1所述的980MPa级全铁素体基热轧超高强钢，其特征在
于，所述钢板的化学成分还包含0＜Si≤0.15％，以质量百分比计。
3.根据权利要求1所述的980MPa级全铁素体基热轧超高强钢，其特征在
于，所述钢板的化学成分还包含0＜Si≤0.10％，以质量百分比计。
4.根据权利要求1所述的980MPa级全铁素体基热轧超高强钢，其特征在
于，所述钢板的化学成分中1.2％≤Mn≤1.8％，以质量百分比计。
5.根据权利要求1-4任一项所述的980MPa级全铁素体基热轧超高强钢，
其特征在于，所述的980MPa级全铁素体基热轧超高强钢的微观组织为
全铁素体和纳米析出碳化物，其中，铁素体晶粒尺寸≤5μm，铁素体形
态为近等轴型。
6.根据权利要求1-6任一项所述的980MPa级全铁素体基热轧超高强钢，
其特征在于，所述980MPa级全铁素体基热轧超高强钢厚度的屈服强度
≥900MPa，抗拉强度≥980MPa，延伸率≥15％。
7.根据权利要求1-7任一项所述的980MPa级全铁素体基热轧超高强钢，
其特征在于，所述980MPa级全铁素体基热轧超高强钢厚度为
2.5～10mm。
8.一种980MPa级全铁素体基热轧超高强钢的制造方法，其特征在于，包
括如下步骤：
1)冶炼、铸造
按下述化学成分进行冶炼、精炼、连铸成铸坯或铸锭，所述化学成
分的质量百分比为：0.1％≤C≤0.2％，1.0％≤Mn≤2.0％，
P≤0.015％，S≤0.005％，0.02％≤Al≤0.08％，0＜N≤0.005％，
0...
【专利技术属性】
技术研发人员：王焕荣，杨阿娜，王巍，
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
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