一种高强度冷轧带钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度冷轧带钢，其化学元素质量百分比为：C：0.05～0.075％；Si：0.005～0.2％；Mn：0.75～1.0％；Nb≤0.02％；Ti：0.06～0.11％；Al：0.02～0.06％；N≤0.006％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。相应地，本发明专利技术还公开了上述高强度冷轧带钢的制造方法，包括步骤：(1)冶炼；(2)连铸；(3)热轧；(4)酸洗；(5)冷轧；(6)连续退火：控制均热温度为680～740℃，均热时间为70～180s，然后以10～40℃/s的速度冷却到350℃以下进行过时效，过时效时间为80～300s。该高强度冷轧带钢强度高、塑性好且碳当量低、可焊性良好。

A HIGH STRENGTH COLD ROLLED STRIP AND ITS MANUFACTURING METHOD

The invention discloses a high-strength cold-rolled strip steel with chemical element mass percentages of C:0.05-0.075%; Si:0.005-0.2%; Mn:0.75-1.0%; Nb < 0.02%; Ti:0.06-0.11%; Al:0.02-0.06%; N < 0.006%; the remainder of Fe and other unavoidable impurities. Accordingly, the invention also discloses the manufacturing method of the high-strength cold-rolled strip, including steps: (1) smelting; (2) continuous casting; (3) hot rolling; (4) pickling; (5) cold rolling; (6) continuous annealing: controlling the soaking temperature to 680-740 C, the soaking time to 70-180 s, and then cooling to below 350 C at the speed of 10-40 C/s for over-aging, and the over-aging time to 80-300 s. The high strength cold rolled strip has high strength, good plasticity, low carbon equivalent and good weldability.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度冷轧带钢及其制造方法
本专利技术涉及一种带钢及其制造方法，尤其涉及一种冷轧带钢及其制造方法。
技术介绍
汽车制造业越来越注重车身减重，降低车身重量的同时还必须保证车身安全性，因此，汽车制造商越来越多的选用高强度钢或超高强度钢来取代软钢。为了应对这种需求，钢铁商已经开发出或正在开发多种高强钢，包括双相钢、马氏体钢、TRIP钢和CP钢等，其中，高强度低合金钢由于其良好的力学性能匹配、良好的焊接性能和冷成形性能而广泛应用于汽车上。传统高强度低合金钢的主要强化机理是析出强化，是指在钢中添加适量的Nb、V、Ti等合金元素，这些元素高温下还可以固溶在钢的基体中，在随后的热轧和退火等工序以细小的碳化物或氮化物析出并弥散分布，位错运动时以“绕过”或“切过”这些析出物的强化机理起到析出强化的效果，从而显著提高带钢强度。此外，这些合金元素还可以通过抑制再结晶达到细化晶粒并提高带钢强度和韧性的目的。虽然冷轧高强度低合金钢已有很长的发展历史，但是由于Nb、V、Ti等微合金析出强化和细晶强化效果的局限性，其强度级别并不高。现阶段，大部分企业的生产水平还停留在屈服强度500MPa级别以下，可以生产550MPa或以上级别该类产品的厂家很少，这很难适应汽车行业对汽车钢板强度越来越高以满足减薄减重的强烈需求。对大部分高强钢来说，由于强度提高，一般需要添加更多的合金，这意味着钢的碳当量提高。钢的碳当量可以表征钢板焊接冷却后的脆性倾向，是衡量带钢可焊性优劣的一种简便方式，碳当量低意味着可焊性好。碳当量主要取决于钢中的碳、合金元素以及杂质元素的含量。碳当量的表征方式有很多，其中CEV和Pcm是使用较多的两种。CEV的计算公式为CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，在欧系或美系企业中使用较多；Pcm的计算公式为Pcm＝C+Si/30+Mn/20+2P+4S，在日系企业使用较多。目前，CEV和Pcm比较认可的临界值分别是0.45和0.24，也就是说当CEV≤0.45或Pcm≤0.24时，意味着可焊性良好，当高于此临界值时，意味着可焊性变差。目前市场上780MPa级别的相变强化钢，其CEV和Pcm普遍达到0.30和0.18以上，有的甚至超出这两个临界值。焊接涉及汽车制造的整个上下游产业链，如果可焊性差，会增加带钢在带钢制造、汽车零件制造和装配以及零件使用等多个环节的失效风险，特别是在零部件的使用环节，还可能增加安全风险。因此，汽车行业要求带钢具有较低的碳当量，以获得良好的可焊性。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种高强度冷轧带钢，该高强度冷轧带钢强度高、塑性好，且具有良好的可焊性。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种高强度冷轧带钢，其化学元素质量百分比为：C：0.05～0.075％；Si：0.005～0.2％；Mn：0.75～1.0％；Nb：≤0.02％；Ti：0.06～0.11％；Al：0.02～0.06％；N：≤0.006％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。本专利技术所述的高强度冷轧带钢中各化学元素设计原理如下所述：C：在本专利技术所述的技术方案中，碳是重要的强化元素，不仅可以通过固溶强化显著提升钢的强度，还可以与Nb、Ti等元素形成碳化物，起到析出强化的效果。但碳的质量百分比过高不仅会显著提高带钢的碳当量，降低可焊性性，也会降低带钢的塑性，并增加钢的冷脆性和时效敏感性，因此，碳的质量百分比不能太高，因而，本专利技术所述的高强度冷轧带钢对碳的质量百分比控制在0.05～0.075％。Si：硅是铁素体固溶强化元素，可以提高强度，但是添加硅会提升碳当量，降低焊接性，对磷化性也不利，因而，本专利技术所述的高强度冷轧带钢对硅的质量百分比控制在0.005～0.2％。Mn：锰具有强固溶强化作用，能有效提高带钢强度，因此为了满足高强度要求，在本专利技术所述的高强度冷轧带钢中添加一定量的Mn。但由于Mn的质量百分比过高会显著提高带钢的碳当量，降低可焊性，也会加重偏析，对塑性、扩孔性、弯曲性等成形性能不利，因而，本专利技术所述的高强度冷轧带钢中Mn的质量百分比控制在0.75～1.0％。Nb：Nb是一种强碳、氮化物形成元素，具有较强的细晶强化和析出强化作用，有助于提高带钢的强度。然而，Nb的质量百分比过高容易导致碳、氮化物偏聚，劣化钢的加工性能。另外，Nb非常昂贵，添加过多会增加成本。因此，Nb的添加量不宜过高，在本专利技术所述的技术方案中，控制Nb的质量百分比在Nb≤0.02％。Ti：与Nb类似，在本专利技术所述的技术方案中，Ti也是一种强碳、氮化物形成元素，具有较强的细晶强化和析出强化作用。Ti是主要合金元素之一。添加Ti还有利于减轻板坯边角裂纹。此外，与Nb元素相比，Ti的价格不足Nb的十分之一，成本优势显著。Ti添加过多则其强化效应降低。因此，本专利技术所述的高强度冷轧带钢控制Ti的质量百分比在0.06～0.11％。Al：在本专利技术所述的技术方案中，Al的主要功能是脱氧剂，因此，本专利技术所述的高强度冷轧带钢将Al的质量百分比控制在0.02～0.06％。N：在含Ti钢中，适量的N与Ti易在高温下形成TiN，有利于强化基体，并提高带钢的焊接性能。但N的质量百分比过高，则容易使TiN粗化，或使过多的N固溶，降低钢的塑性和扩孔翻边性能。因此，在本专利技术所述的技术方案中N的质量百分比控制在≤0.006％。P：P会增加钢的冷脆性，降低钢的塑性，对焊接性能也不利影响，因此，在本专利技术所述的高强度冷轧带钢中，P的质量百分比尽可能低，然而考虑到冶炼成本，P的质量百分比控制在P≤0.015％。S：在钢中易与Mn形成MnS，恶化力学性能、扩孔性能以及其他成形性能，因此，在本专利技术所述的技术方案中，S的质量百分比越低越好，但是S的质量百分比过低则会加大冶炼难度，增加成本，因而，在本专利技术所述的技术方案中，S的质量百分比控制在S≤0.005％。进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧带钢中，还满足：0.07％≤Nb+Ti≤0.13％；其中Nb、Ti分别表示相应元素的质量百分比。在本专利技术所述的技术方案中，采用高Ti低Nb的复合添加配比，除了考虑到Ti、Nb的质量百分比外，还对Ti、Nb的质量百分比作了进一步，Ti和Nb还满足0.07％≤Nb+Ti≤0.13％，这样可以充分发挥和综合利用Nb、Ti等合金的优势，使带钢晶粒合理细化，有助于性能优化。进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧带钢中，其微观组织为单相铁素体基体，铁素体呈条状均匀分布，所述铁素体基体上弥散分布有渗碳体颗粒以及析出物，所述析出物包括Ti、Nb的碳化物和氮化物。进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧带钢中，平均铁素体晶粒长宽比在2:1～8:1之间。进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧带钢中，其中渗碳体体积百分比≤5％。进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧带钢中，渗碳体颗粒直径≤3um。进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧带钢中，Ti、Nb的碳化物及Nb的氮化物的颗粒直径≤20nm，且其平均直径为7～15nm。进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧带钢中，其屈服强度≥780MPa，抗拉强度≥800MPa，延伸率≥10％，扩孔率不低于35％，同时CEV≤0.24，Pcm≤0.16。相应地，本专利技术的另一目的在于提供上述的高强度冷轧带钢的制造方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度冷轧带钢，其特征在于，其化学元素质量百分比为：C：0.05～0.075％；Si：0.005～0.2％；Mn：0.75～1.0％；Nb：≤0.02％；Ti：0.06～0.11％；Al：0.02～0.06％；N：≤0.006％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高强度冷轧带钢，其特征在于，其化学元素质量百分比为：C：0.05～0.075％；Si：0.005～0.2％；Mn：0.75～1.0％；Nb：≤0.02％；Ti：0.06～0.11％；Al：0.02～0.06％；N：≤0.006％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的高强度冷轧带钢，其特征在于，还满足：0.07％≤Nb+Ti≤0.13％；其中Nb、Ti分别表示相应元素的质量百分比。3.如权利要求1所述的高强度冷轧带钢，其特征在于，其微观组织为单相铁素体基体，铁素体呈条状均匀分布，所述铁素体基体上弥散分布有渗碳体颗粒以及析出物，所述析出物包括Ti、Nb的碳化物和氮化物。4.如权利要求3所述的高强度冷轧带钢，其特征在于，平均铁素体晶粒长宽比在2:1～8:1之间。5.如权利要求3所述的高强度冷轧带钢，其特征在于，其中渗碳体体积百分比≤5％。6.如权利要求3所述的高强度冷轧带钢，其特征在于，渗碳体颗粒直径≤3um。7.如权利要求3所述的高强度冷轧带钢，其特征在于，Ti、Nb的碳化物及...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪继要，李旭飞，王利，
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