一种成型性能良好的热轧超高强钢板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种成型性能良好的热轧超高强钢板及其制备方法。其技术方案是：所述热轧超高强钢板的化学成分及其质量百分含量是：C为0.06～0.10％，Si为0.50～0.80％，Mn为1.50～2.00％，P≤0.010％，S≤0.003％，Nb为0.03～0.05％，Ti为0.10～0.14％，V≤0.005％，Mo为0.15～0.25％，N≤0.004％，Als为0.010～0.040％，O≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。制备方法的步骤是：冶炼；精炼；连铸；加热；粗轧和精轧；层流冷却；卷取及堆放。本发明专利技术化学成分和制备工艺简单、生产成本低；所制制品为单一针状铁素体组织，铁素体宽度＜3μm，铁素体中具有弥散的第二相析出，析出物呈絮状，析出物直径≤20nm；所制制品成型性能良好、碳当量低和抗拉强度≥900MPa。

【技术实现步骤摘要】
一种成型性能良好的热轧超高强钢板及其制备方法
本专利技术属于热轧超高强钢板
具体涉及一种成型性能良好的热轧超高强钢板及其制备方法。
技术介绍
随着安全和环保要求的不断提高，商用车的轻量化方面对材料提出了更高的减重需求。在长臂混凝土泵车臂架、大吨位汽车起重机伸缩臂和履带式起重机拉板等关键部位，900MPa级及以上的高强度钢板已广泛应用，而在车厢、大梁等领域还主要以700MPa高强钢为主。造成这种局面的一个原因是900MPa级超高强钢的生产成本昂贵、成型性能不理想、焊接需要预热等工序。而700MPa级热轧高强钢具有合适的制造成本、成型和焊接性能优良，所以被商用车生产企业和用户接受。然而随着运输成本的不断攀升，汽车轻量化还将往更好强度级别发展，因此市场对性价比高、成型性能良好、易焊接的超高强度钢的需求就变得越来越迫切。目前国内外900MPa级超高强钢材所公开的工艺技术有以下三种：冷轧工艺、热轧工艺和热轧+回火(或调质)工艺。冷轧工艺公开的技术有“延伸凸缘性能优异的高强度钢板”(CN100510143C)、“耐氢脆化特性优异的最大拉伸强度为900MPa以上的高强度钢板及其制造方法”(CN102639739A)、“一种900MPa级高冷弯性能低合金高强钢板”(CN107699791A)。热轧工艺公开的技术有“一种屈服强度900MPa的高强度高耐腐蚀性能钢板材及其生产方法”(CN103290335B)、“一种屈服强度900MPa级高强度钢板及其制造方法”(CN103014545B)、“一种屈服强度为900MPa级的沉淀强化型铁素体钢”(CN108277434A)。热轧+回火(或调质)工艺公开的技术有“屈服强度900MPa级贝氏体型高强韧钢板及其制造方法”(CN102337482A)、“一种900MPa级屈服强度调质钢板及其制造方法”(CN101906594A)、“屈服强度900MPa级热轧板带钢及其制备方法”(CN103526111A)、“一种屈服强度960MPa汽车大梁钢及其生产方法”(CN105543666A)。上述工艺虽存在其优点，但亦存在生产周期长、工序成本高的缺陷，且为了增加淬透性，一般会采用中碳成分，这无形中又增加了碳当量，影响了焊接性能。900MPa级超高强钢按添加的合金可分为以下两种制备方法：C-Mn钢中添加Nb-V-Ti-Mo中的三种或四种，如“一种900MPa级热轧纳米析出强化型高强高韧钢及其制造方法”(CN108004475A)；C-Mn钢中在添加Nb-V-Ti-Mo中的三种或四种的基础上，又添加Cu、Cr、Ni中一至三种，如“一种屈服强度900MPa的高强度高耐腐蚀性能钢板材及其生产方法”(CN103290335B)、“一种屈服强度900MPa级高强度钢板及其制造方法”(CN103014545B)、“一种900MPa级超高强高韧性管线钢板及其制造方法”(CN103276315B)、“一种900MPa级汽车梁钢板及其生产方法”(CN105483552A)、“用薄板坯直接轧制的900MPa级热轧薄钢带及其制造方法”(CN106636911A)、“一种900MPa级热轧非调质薄钢板及其制备方法”(CN103614629A)。以上技术虽有其公知的优点，但添加元素种类多，合金含量高，且VN的析出强化最好时，N含量＞0.01％，这对于Ti元素来说，必将生成大量大尺寸的TiN夹杂，这些TiN夹杂具有规则的外形，尖角处在应力应变条件下容易产生孔洞，成为裂纹源，因此V-Ti复合强化的超高强钢板，对冷成型是致命损伤。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成型性能良好的热轧超高强钢板的制备方法，该制备方法的化学成分简单、制备工艺简单和生产成本低，所制备的产品成型性能良好、碳当量低和抗拉强度≥900MPa。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：所述热轧超高强钢板的化学成分及其质量百分含量是：C为0.06～0.10％，Si为0.50～0.80％，Mn为1.50～2.00％，P≤0.010％，S≤0.003％，Nb为0.03～0.05％，Ti为0.10～0.14％，V≤0.005％，Mo为0.15～0.25％，N≤0.004％，Als为0.010～0.040％，O≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质；且上述化学成分同时满足如下关系：[％C]-0.13×[％Nb]-0.25×[％Ti]-0.125×[％Mo]-0.38×[％S]＜0.027；[％Ti]-2×[％O]-3.42×[％N]-3×[％S]≥0.08。所述热轧超高强钢板的制备方法是：1)冶炼、精炼按照权利要求1所述热轧超高强钢板的化学成分进行冶炼，精炼，Si-Ca处理。精炼过程中加石灰和Al丸；所述Si-Ca处理的Ca/S为1.0～3.0。2)连铸连铸的连铸坯厚度为160～210mm；电磁搅拌采用正反向交替搅拌模式，交替时间为40～60s，电磁搅拌电流为300～500A，电磁搅拌频率为14～18Hz；铸坯芯部冷速为30～40℃/min。3)加热第二加热段和均热段的加热温度为1280～1340℃，第二加热段和均热段的加热时间t：t＝(60～70)+k1×([％Ti]1/2+[％Nb])(1)式(1)中：t表示第二加热段和均热段的加热时间之和，min；k1表示加热时间修正系数，min；k1为100。4)粗轧和精轧粗轧温度：1100～1040℃；精轧的终轧温度：820～880℃。5)层流冷却层流冷却采用前段式冷却，层流冷却速率V冷：V冷＝(60～70)+k2×a1/2(2)式(2)中：V冷表示冷却速率，℃/s；a表示成品钢板厚度，mm；k2表示冷却速率修正系数，℃/s·mm1/2；k2为30。层流冷却终冷温度T终冷：T终冷＝(570～590)-k3×a1/2(3)式(3)中：T终冷表示层流冷却终冷温度，℃；a表示成品钢板厚度，mm；k3表示温度修正系数，℃/mm1/2；k3为30。6)卷取及堆放终冷后即进行卷取，卷取温度为490～540℃；卷取后的钢卷堆放于保温坑中，保温坑的温度为550～630℃，堆放时间为8～24小时。所述制备方法获得的热轧超高强钢板的金相组织为单一的针状铁素体组织；所述铁素体宽度＜3μm，所述铁素体中具有弥散的第二相析出，析出物呈絮状，析出物的直径≤20nm。所述制备方法获得的热轧超高强钢板的厚度为2.0～6.0mm，力学性能：屈服强度ReL≥800MPa，抗拉强度Rm≥900MPa，延伸率A≥10％；弯心直径d＝a，a表示成品钢板厚度，180°冷弯合格；碳当量＜0.44。由于采用上述技术方案，本专利技术制备的热轧超高强钢板的有益效果是：C：本专利技术采用低碳含量，即可以满足第二相微合金析出所需要的碳，又能防止渗碳体生成，且碳当量低。Si：本专利技术以硅作为脱氧剂，所采用的硅的质量百分含量为0.50～0.80％，能有效阻止珠光体的生成。Mn：本专利技术采用的锰的质量百分含量为1.50～2.00％，起到细化铁素体晶粒的作用，对推迟珠光体转变的效果好。P和S：磷和硫作为钢中有害夹杂对钢的冷成型性能和低温韧性、焊接性及抗疲劳裂纹扩展特性具有巨大的损害作用；本专利技术从降低生产成本和提高产品质量出发，将磷含量控制在≤0.010％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成型性能良好的热轧超高强钢板，其特征在于所述热轧超高强钢板的化学成分及其质量百分含量是：C为0.06～0.10％，Si为0.50～0.80％，Mn为1.50～2.00％，P≤0.010％，S≤0.003％，Nb为0.03～0.05％，Ti为0.10～0.14％，V≤0.005％，Mo为0.15～0.25％，N≤0.004％，Als为0.010～0.040％，O≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质；上述化学成分同时满足如下关系：[％C]‑0.13×[％Nb]‑0.25×[％Ti]‑0.125×[％Mo]‑0.38×[％S]＜0.027；[％Ti]‑2×[％O]‑3.42×[％N]‑3×[％S]≥0.08。

【技术特征摘要】
1.一种成型性能良好的热轧超高强钢板，其特征在于所述热轧超高强钢板的化学成分及其质量百分含量是：C为0.06～0.10％，Si为0.50～0.80％，Mn为1.50～2.00％，P≤0.010％，S≤0.003％，Nb为0.03～0.05％，Ti为0.10～0.14％，V≤0.005％，Mo为0.15～0.25％，N≤0.004％，Als为0.010～0.040％，O≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质；上述化学成分同时满足如下关系：[％C]-0.13×[％Nb]-0.25×[％Ti]-0.125×[％Mo]-0.38×[％S]＜0.027；[％Ti]-2×[％O]-3.42×[％N]-3×[％S]≥0.08。2.如权利要求1所述成型性能良好的热轧超高强钢板的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：1)冶炼、精炼按照权利要求1所述热轧超高强钢板的化学成分进行冶炼，精炼，Si-Ca处理；所述Si-Ca处理时的Ca/S控制在1.0～3.0之间；2)连铸连铸的连铸坯厚度为160～210mm；电磁搅拌采用正反向交替搅拌模式，交替时间为40～60s，电磁搅拌电流为300～500A，电磁搅拌频率为14～18Hz；铸坯芯部冷速为30～40℃/min；3)加热第二加热段和均热段的加热温度为1280～1340℃，第二加热段和均热段的加热时间t：t＝(60～70)+k1×([％Ti]1/2+[％Nb])(1)式(1)中：t表示第二加热段和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴润，梁文，吴腾，吴志方，刘斌，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42