一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢及其生产工艺，属于汽车用钢技术领域，解决了现有的冷轧双相钢无法同时满足超高强度、高塑性、低屈强比、低成本的问题。本发明专利技术钢的成分以质量百分比计为：C：0.14％～0.17％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.5％～2.0％，P≤0.015％，S≤0.010％，V：0.10％～0.15％，Cr：0.03％～0.04％，Als：0.02～0.03％，N：0.012％～0.018％，其中C/N≤12，N/V≤0.15，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢适用于汽车用钢。

【技术实现步骤摘要】
一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢及其生产工艺
本专利技术属于汽车用钢
，特别涉及一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢及其生产工艺。
技术介绍
先进高强度钢是目前汽车行业增长最快的材料，而轻量化和高安全性是汽车行业的重要发展方向，这就要求汽车用钢具有高强度、高塑性和高强塑积(抗拉强度和断后伸长率的乘积)的力学性能。在这个领域，双相钢是应用最广泛的材料。据GoldmanSachsJapan预测，到2020年，全球汽车产量将达到1.07亿辆，双相钢在全球汽车中的年消费量可达到1400万吨。但是随着强度的不断提高，材料的塑性会越来越差，尤其是1180MPa以上的高强度钢，其抗破坏性能一般，这是限制其进一步发展的主要因素之一。双相钢的显微组织主要为马氏体和铁素体，其中马氏体为硬质相被认为具有强度，而铁素体为软相被认为具有延展性。如何在提高强度的同时，具备较高的塑性，是目前双相钢急需解决的问题。专利(CN108193139A)公开了1180MPa级汽车用冷轧高强双相钢及其生产方法，其化学成分百分比为：C:0.10～0.13％，Si:0.45～0.68％，Mn:2.25～2.55％，P≤0.02％，S≤0.008％，Ti:0.10～0.14％，Cr:0.40～0.65％，Mo:0.17～0.21％，N≤0.0050％，Als:0.025～0.060％，余量为Fe及不可避免杂质。通过Ti、Cr、Mo等合金元素的添加以及连退工艺的控制，生产出屈服强度为800～900MPa，抗拉强度大于1200MPa的双相钢，屈强比较高、延伸较低，成形性能较差，而且过多的合金元素的加入提高了成本。现有技术无法同时满足低成本、超高强度(抗拉强度≥1200MPa)、低屈强比(屈强比≤0.5)以及高延伸率(A50≥15％)的使用要求。
技术实现思路
鉴于以上分析，本专利技术旨在提供一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢及其生产工艺，通过优化合金成分和调整连退工艺参数，从根本上解决了现有的冷轧双相钢无法同时满足超高强度、高塑性、低屈强比、低成本的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢，成分以质量百分比计为：C：0.14％～0.17％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.5％～2.0％，P≤0.015％，S≤0.010％，V：0.10％～0.15％，Cr：0.03％～0.04％，Als：0.02～0.03％，N：0.012％～0.018％，其中C/N≤12，N/V≤0.15，余量为Fe和不可避免的杂质。进一步的，成分以质量百分比计为：C：0.15％～0.16％，Si：0.25％～0.28％，Mn：1.76～1.89％，P≤0.005％，S≤0.004％，V：0.11％～0.136％，Cr：0.034％～0.038％，Als：0.022～0.024％，N：0.013％～0.017％，其中C/N≤12，N/V≤0.15，余量为Fe和不可避免的杂质。进一步的，钢的铁素体的体积分数为50～65％，马氏体的体积分数为35～50％。进一步的，钢的铁素体的晶粒尺寸≤1.6μm。一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1.钢坯加热，进行均热处理；S2.高压水除磷后，进行热轧，轧制结束后采取轧后前段冷却工艺，以12～13℃/s的冷速冷却至450～550℃，进行卷取；S3.热轧板经酸洗后进行冷轧；S4.连退。进一步的，步骤S1中，均热段温度为1220～1250℃，均热时间为120min。进一步的，步骤S2中，热轧开轧温度为1150～1200℃，终轧温度高于900℃。进一步的，步骤S3中，冷轧压下量控制为60～70％。进一步的，步骤S4，连退为控制均热温度为740～770℃，缓冷温度为670～700℃，过时效温度为280～330℃。进一步的，生产的冷轧双相钢，厚度为1.0～2.0mm，材料的屈服强度为≥600MPa，抗拉强度≥1200MPa，延伸率A50≥15％，屈强比≤0.5。与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：1)本专利技术采用钒氮微合金化技术，热轧时，V在奥氏体中析出，可以细化奥氏体晶粒；在热轧冷却过程中显著细化铁素体晶粒；连退过程中，V在铁素体中弥散析出，起到选择性强化铁素体的作用，降低马氏体含量对双相钢强度及延展性的影响。N能和钢中的V结合形成第二相粒子析出，且钢中增氮能控制V在奥氏体中的析出，改变了起细晶强化作用和沉淀强化作用的V的分配，可以发挥V的细晶强化作用的工艺路线，用细晶强化取代部分沉淀强化作用，在强度不变的情况下改善基体的塑性。屈服强度不低于600MPa，抗拉强度不低于1200MPa，延伸率A50不低于15％，屈强比小于等于0.5，同时满足超高强度、高塑性、低屈强比、低成本的要求。2)本专利技术钢采用钒氮微合金化技术，通过钒选择性强化了铁素体，使得抗拉强度与马氏体含量的关联性降低，降低了合金对临界退火温度的敏感性，并获得了1.6μm以下超细晶组织，获得了超高强度、高塑性冷轧双相钢。3)本专利技术所述的冷轧双相钢在900℃以上终轧，对轧机负荷小，能有效保证轧机的使用寿命。4)氮的增加促进了V的析出，能有效降低钒的用量，节约了钒资源并降低了成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。具体实施方式以下结合具体实施例对一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢及其生产工艺作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本专利技术不限定于这些实施例中。一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢，其特征在于，化学成分以质量百分比计为：C：0.14％～0.17％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.5％～2.0％，P≤0.015％，S≤0.010％，V：0.10％～0.15％，Cr：0.03％～0.04％，Als：0.02～0.03％，N：0.012％～0.018％，其中C/N≤12，N/V≤0.15，余量为Fe和不可避免的杂质。采用钒氮微合金化的方式，能有效降低钒的用量，节约了钒资源并降低了生产成本，降低了合金对临界退火温度的敏感性，获得了1.6μm以下超细晶组织，并通过钒选择性强化了铁素体，使得抗拉强度与马氏体含量的关联性降低，获得了超高强度、高塑性冷轧双相钢。具体来说，上述高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢中，各元素的作用及配比依据如下：C是双相钢中最重要的固溶强化元素，是材料获得高强度的保证，碳含量太低时，在相同的临界区(铁素体和奥氏体)加热时奥氏体含量低，不利于获得高的强度，但是碳含量太高，不利于材料的焊接性能，因此C含量需控制在一个合适范围。本专利技术降低了碳含量，但为了促进V的析出，将其范围规定为0.14％～0.17％。Si也是重要的固溶强化元素，一方面可以提高材料强度，另一方面，Si可以有效促进C元素向奥氏体富集，提高奥氏体淬透性，同时，净化铁素体相，改善延伸率，但Si元素过多会对焊接性能及表面质量带来不利影响。因此，为了兼顾强度、焊接性和表面质量，将其范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢，其特征在于，成分以质量百分比计为：C：0.14％～0.17％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.5％～2.0％，P≤0.015％，S≤0.010％，V：0.10％～0.15％，Cr：0.03％～0.04％，Als：0.02～0.03％，N：0.012％～0.018％，其中C/N≤12，N/V≤0.15，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢，其特征在于，成分以质量百分比计为：C：0.14％～0.17％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.5％～2.0％，P≤0.015％，S≤0.010％，V：0.10％～0.15％，Cr：0.03％～0.04％，Als：0.02～0.03％，N：0.012％～0.018％，其中C/N≤12，N/V≤0.15，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢，其特征在于，成分以质量百分比计为：C：0.15％～0.16％，Si：0.25％～0.28％，Mn：1.76～1.89％，P≤0.005％，S≤0.004％，V：0.11％～0.136％，Cr：0.034％～0.038％，Als：0.022～0.024％，N：0.013％～0.017％，其中C/N≤12，N/V≤0.15，余量为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢，其特征在于，所述钢的铁素体的体积分数为50～65％，马氏体的体积分数为35～50％。4.根据权利要求1-3任一项所述的高N含量超细晶1200MPa级冷轧双相钢，其特征在于，所述钢的铁素体的晶粒尺寸≤1.6μm。5.根据权利要求1-4任一项所述的高N含量超细晶1200...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪慧，柴锋，罗小兵，王瑞珍，师仲然，杨丽，杨才福，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，中联先进钢铁材料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11