基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢，含有的化学元素成分及其重量百分比为：碳0.165～0.20％、硅1.40～1.60％、锰1.45～1.60％、磷0.06％～0.08％、硫≤0.005％、酸溶铝0.015～0.060％，余量为铁和不可避免的杂质。该钢的制造方法包括转炉冶炼、精炼、薄板坯连铸、连铸坯均热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取。采用经济的C‑Si‑Mn‑P成分设计，金相组织为50～65％的铁素体、20～40％的贝氏体和7～15％的残余奥氏体；屈服强度500～550MPa，抗拉强度800～880MPa，伸长率A80为27～31％，具有良好的强塑性匹配。

800MPa grade hot rolled TRIP steel and its manufacturing method based on CSP process

The invention discloses a 800MPa grade hot rolled TRIP steel CSP based on process, chemical elements contain ingredients and weight percentage: 0.165 to 0.20% carbon and silicon 1.40 ~ 1.60%, 1.45 ~ 1.60%, 0.06% manganese phosphorus and sulfur is less than or equal to 0.005% ~ 0.08%, 0.015 ~ 0.060% of acid soluble aluminum, iron and non impurities in balance to avoid the. The manufacturing methods of the steel include converter smelting, refining, thin slab continuous casting, heat average of continuous casting billet, high pressure water descaling, controlled rolling, control cooling and coiling. The C Si Mn P composition design of the economy, the microstructure is 50 ~ 65% of the residual austenite ferrite bainite, 20 ~ 40% and 7 ~ 15%; yield strength tensile strength of 500 ~ 550MPa, 800 ~ 880MPa, 27 ~ 31% A80 elongation, with good plasticity matching.

【技术实现步骤摘要】
基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢及制造方法
本专利技术属于钢铁热轧板带生产
，具体涉及一种基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢及制造方法。
技术介绍
随着人们对环境、能源、安全等要求的提高，汽车正向轻量化、高强和低成本方向发展，采用AHSS(Advancedhigh-strengthsteels，先进高强钢)是汽车与钢铁行业应对这种趋势所共同采取的主要措施。AHSS中TRIP钢(相变诱发塑性钢)具有高的强度和延伸率匹配、良好的综合性能而备受重视。TRIP钢主要用来制作汽车的挡板、汽车车门防护杆、保险杠、底盘部件、车轮轮辋和车门冲击梁等。在日本，TRIP钢板已被用来制作概念车底盘上的约80种零件，同传统钢板相比，用这种钢板制造的零件重量减轻约12％，每台车重量减轻约14kg，经济效益明显。随着汽车工业节能减排压力的不断增大，其对薄规格TRIP钢的需求日益迫切。然而，目前这种汽车用TRIP钢主要采用冷轧+临界区退火工艺生产，工艺复杂、能耗高、成本高。而板坯连铸连轧流程由于具有较高的温度控制精度，保证了板坯在轧制过程中温度的均匀和稳定性，在薄规格汽车高强钢的生产上具有一定优势，部分产品可实现“以热代冷”。因此，采用薄板坯连铸连轧流程生产薄规格热轧TRIP钢省去了冷轧及轧后的热处理过程，既缩短了流程又节约了能源，符合社会节能减排、绿色制造的发展趋势。TRIP钢的组织一般由50～60％(vol.)的多边形铁素体、25～40％的无碳化物贝氏体、5～15％的残余奥氏体组成，其良好塑性是由组织中残余奥氏体的应变诱发相变和多边形铁素体共同作用的结果。因而具有合适比例的多边形铁素体及残余奥氏体是TRIP钢获得良好塑性的前提条件。热轧TRIP钢的组织转变原理为：(1)精轧经变形后未再结晶的奥氏体先发生γ→α转变，形成50％以上的先共析铁素体。由于先共析铁素体中碳的溶解度较低，碳被排斥到剩余奥氏体中富集。产生的铁素体越多，相应在剩余的奥氏体中富集的碳就越多。这是热轧TRIP钢残余奥氏体中第一阶段的碳富集。(2)然后快速降温至卷取温度，这一阶段钢处于贝氏体转变等温过程，一部分奥氏体由于Si等元素作用转变为无碳化物贝氏体，剩余奥氏体将进一步富集大量碳而残留到室温。这是TRIP钢残余奥氏体中第二阶段的碳富集。授权号为CN103249847B的中国专利公开了制造抗拉强度等级为590MPa、可加工性优异且力学性能偏差小的高强度冷轧/热轧TRIP钢的方法，该方法使用C-Si-Mn系成分设计，使用薄板坯连铸连轧方式制造出具有优异的延伸率和强塑积并且力学性能偏差低的高强度热轧TRIP钢。申请公布号为CN106048176A及CN105821190A的中国专利公开了基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳、中碳热轧TRIP钢的方法，该方法采用C-Si-Mn-Mo的成分设计，使用ESP薄板坯流程进行轧制，得到不同组织性能的TRIP钢，并能解决低碳热轧TRIP钢头尾厚度超差。薄板坯连铸连轧短流程生产线一般采用紧凑式的轧机布置，轧机至卷取机间的输出辊道通常较短(70～90m)，而“以热代冷”的汽车钢厚度规格较薄，轧制速度较快，会导致没有足够的中间空冷时间来形成足够比例(≥50％)的多边形铁素体，继而导致剩余奥氏体中没有足够的碳，形成的最终组织中铁素体量及残奥量不足，并形成一定量的马氏体，恶化TRIP钢的组织性能。并且薄板坯连铸连轧流程有独特的冶金规律，对成分设计中的C、Mn、Al含量都有一定的限定，但上述专利均未考虑以上因素，未能解决薄板坯连铸连轧短流程产线生产热轧TRIP钢的瓶颈问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢及制造方法，其金相组织为50～65％的铁素体、20～40％的贝氏体和7～15％的残余奥氏体，且屈服强度为500～550MPa、抗拉强度为800～880MPa、伸长率A80为27～31％，具有良好的强塑性匹配。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢，含有的化学元素成分及其重量百分比为：碳0.165～0.20％、硅1.40～1.60％、锰1.45～1.60％、磷0.06％～0.08％、硫≤0.005％、酸溶铝0.015～0.060％，余量为铁和不可避免的杂质。金相组织为50～65％的铁素体、20～40％贝氏体和7～15％的残余奥氏体；力学性能：屈服强度为500～550MPa，抗拉强度800～880MPa，伸长率A80为27～31％，强塑积达到22000MPa·％以上。本专利技术涉及的基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢的化学成分限定理由如下：C(碳)：C通过间隙固溶强化机制来强化奥氏体并增强残余奥氏体的稳定性。首先，薄板坯连铸连轧CSP流程成分设计应避开亚包晶钢的C当量范围0.09～0.17％，因为当0.09％<Ceq<0.17％，发生连铸裂纹的倾向将显著增加。应避开此包晶钢范围，避免凝固时铸坯的线收缩较大，在连铸过程中形成表面纵裂纹。其次，C含量过低则不足以形成富碳奥氏体，C含量过高则会恶化焊接性能，根据下述碳当量公式最终限定C含量范围：0.165～0.20％，优选为0.17～0.19％。Ceq(碳当量)＝[C]+0.0146[Mn]–0.0027[Si]–0.0385[Al]2–0.0568[Al]+0.8297[S]+0.0136[Mn][Si]–0.0104[Si][Al]+0.0026[Si][Al]2+0.0134[Mn][Al]+0.0031[Mn][Al]2。Si(硅)：Si的主要作用是抑制贝氏体等温转变时渗碳体形成，提高奥氏体的碳含量从而提高其稳定性。此外，Si可固溶强化铁素体，提供一定的强度；但是Si含量高，容易造成除鳞困难，增加氧化铁皮缺陷发生几率，而且涂镀性能较差，最终限定Si含量范围：1.40～1.60％，优选为1.50～1.55％。Mn(锰)：Mn增加钢的淬透性，稳定奥氏体，抑制珠光体的形成，增加残余奥氏体量，还可通过固溶强化提高铁素体基体的强度；Mn含量过高，会使残余奥氏体过稳定化，不利于TRIP效应的产生；≥2.5％的Mn含量易导致严重的带状组织；≥1.6％的Mn含量还会给薄板坯连铸带来一定困难，高Mn会造成导热系数显著降低，导致铸坯坯壳内外温差较大；同时由于其线膨胀系数较高，在钢坯温降过程中体积收缩较大，因而在铸坯冷却过程中形成较大的内应力，严重时会造成铸坯表面裂纹。最终限定Mn含量范围：1.45～1.60％，优选为1.50～1.56％。P(磷)：P能加速先共析铁素体形成，在钢中加入少量的P(P≤0.10％)能有效阻止贝氏体等温转变时渗碳体的析出，有利于亚稳态奥氏体的保留，同时P也能是非常有效的固溶强化元素。当P含量过高(>0.25％)，会在晶界形成磷化物Fe3P，对性能造成不利影响，最终限定P含量范围0.06～0.08％。Als(酸溶铝)：Al是钢中的添加的脱氧剂，0.015～0.06％的Al有利于细化晶粒。S(硫)：S作为钢中的有害元素，影响钢的纯净度及韧性，将S含量限定为S≤0.005％还提供一种如上述所述基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢，其特征在于：含有的化学元素成分及其重量百分比为：碳0.165～0.20％、硅1.40～1.60％、锰1.45～1.60％、磷0.06％～0.08％、硫≤0.005％、酸溶铝0.015～0.060％，余量为铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢，其特征在于：含有的化学元素成分及其重量百分比为：碳0.165～0.20％、硅1.40～1.60％、锰1.45～1.60％、磷0.06％～0.08％、硫≤0.005％、酸溶铝0.015～0.060％，余量为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢，其特征在于：所述碳的重量百分比为0.17～0.19％。3.根据权利要求1所述基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢，其特征在于：所述硅的重量百分比为1.50～1.55％。4.根据权利要求1所述基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢，其特征在于：所述锰的重量百分比为1.50～1.56％。5.一种如权利要求1所述基于CSP流程的800MPa级热轧TRIP钢的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：1)冶炼按所述成分及重量百分比混合均匀形成钢水，冶炼时采用转炉炼钢-LF-RH工艺，在转炉炼钢时采用钢水深脱硫预处理、再采用RH真空系统精炼钢水；2)连铸连铸时控制中包钢水过热度为15～20℃、铸坯厚度为52～55mm、拉坯速度为4.0～5.5m/min，形成连铸薄板坯；3)连铸薄板坯均热均热炉入炉温度860～880...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，毛新平，汪水泽，徐进桥，甘晓龙，孙宜强，蔡珍，刘志勇，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42