1000MPa级冷弯性能优良的冷轧双相钢及生产方法技术

本发明专利技术公开1000MPa级冷弯性能优良的冷轧双相钢及生产方法。钢中含有：C：0.03％～0.20％，Si：0.20％～0.80％，Mn：1.20％～2.20％，Cr：0.30％～0.60％，Nb：0.020％～0.150％，Ni：0.050％～0.100％，P

Cold Rolled Dual Phase Steel with 1000MPa Cold Bending Property and Its Production Method

The invention discloses a cold rolled dual phase steel of 1000MPa grade with excellent cold bending performance and a production method. Steel contains: C: 0.03%-0.20%, Si: 0.20%-0.80%, Mn: 1.20%-2.20%, Cr: 0.30%-0.60%, Nb: 0.020%-0.150%, Ni: 0.050%-0.100%, P

【技术实现步骤摘要】
1000MPa级冷弯性能优良的冷轧双相钢及生产方法
本专利技术涉及属于冷轧高强度汽车用钢板
，特别涉及一种用作汽车的结构件和加强件的冷轧双相钢及生产方法。
技术介绍
双相钢(DP钢)由铁素体与马氏体组成，具有低屈强比、高初始加工硬化率、良好的强度和延伸性配合等特点，已发展成为一种汽车用高强度冲压用钢(AHSS)。超轻钢车体研究项目表明，双相钢在未来汽车车身上的用量达到80％，具有良好的应用前景。到目前已研究开发的冷轧和热镀锌双相钢强度从450MPa到1470MPa，钢铁企业可商业化供货的强度级别为DP450、DP590、DP780和DP980，应用于汽车的骨架构件、车门防撞梁、保险杠等零部件。国外超高强冷轧双相钢连续退火过程多采用水淬+回火方式，其冷却能力可以达到1000～2000℃/s，考虑减少淬透性合金元素，而在采用冷却速度较慢的气冷装置进行冷却时，合金成分略高，但气冷却的优点是钢板不易变形，板形良好。目前，国际上可供货的冷轧双相钢板最高级别达到1180MPa，并且也只是在水淬+回火连退线上生产。对于国内大多数钢厂还不具备超高强度钢连续退火生产线的条件，如何在不采用水淬(冷速≥1000℃/s)+回火连退线的基础上，利用国内钢厂现有连退设备，采用快冷(冷速＜50℃/s)+过时效方法生产980MPa级以上，具有低成本，高强塑性，良好焊接性能和成形性能的超高强冷轧双相钢，成为国内科研人员研究的重点。CN101363099A公开了一种抗拉强度1000MPa级冷轧双相钢板及制备方法，采用C-Si-Mn-Nb合金系，快冷速率需要达到40～50℃/s。对于生产厚规格的产品，快冷速率几乎达到设备的设计上线，退火炉冷却风机运转负荷重，不能实现稳定批量生产。CN101348885A公开了一种1000MPa级冷轧热镀锌双相钢及其制造方法，采用C-Si-Mn-Cr-Mo-Nb-Ti合金系，通过热镀锌工艺获得1000MPa热镀锌双相钢。此技术生产的是热镀锌双相钢产品，采用的合金成分复杂，并且退火工艺为镀锌退火工艺，生产的产品为热镀锌表面状态的双相钢产品。US6709535B2公开了焊接接头疲劳性能优良的超高强双相钢板(Supperhigh-strengthdualphasesteelsheetofexcellentfatiguecharacteristicinapotweldedjoint)，采用0.18C-1.33Si-2.06Mn-0.43Mo，制备1000MPa级冷轧双相钢，其Si含量较高，在热轧过程中易产生红锈和条纹状表面缺陷，在后续的酸洗冷轧中去除困难，最终产品的表面质量差。且添加了0.43％的昂贵合金元素Mo，增加了生产成本，不具备成本优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种能够在工业连续退火线上较容易地制造出抗拉强度在1000MPa以上，断后延伸率大于10.0％，屈强比小于0.55，冷弯性能优良且可焊接的冷轧钢板及其制造方法。具体的技术方案是：一种1000MPa级冷弯性能优良的冷轧双相钢的组成成分，按质量百分比计，钢中含有：C：0.03％～0.20％，Si：0.20％～0.80％，Mn：1.20％～2.20％，Cr：0.30％～0.60％，Nb：0.020％～0.150％，Ni：0.050％～0.100％，P<0.020％，S<0.015％，N≤0.0050％，Al：0.020％～0.150％，余量为Fe和不可避免杂质。本专利技术钢种各合金元素控制原理如下：C：C在奥氏体中的溶解度远大于在铁素体中的溶解度，它可以有效地延长奥氏体转变前的孕育期，增加奥氏体的低温稳定性。C元素的含量也直接影响到连续退火后双相钢中马氏体的体积分数、马氏体中C的含量以及马氏的结构类型，本专利技术中碳含量控制在0.03％～0.20％。Si：Si是铁素体形成元素，易于向铁素体溶解，并且可以有效地提高C、Mn在铁素体中的化学势，两相区退火过程中，Si的添加显著加速C、Mn向奥氏体中的转移，从而间接增加了奥氏体的稳定性。Si使铁素体充分“净化”，避免了C在铁素体中的大量间隙固溶和冷却时粗大碳化物的生成，但为避免Si含量过高引起钢板表面产生红锈，本专利技术Si控制在0.20％～0.80％。Mn：Mn是奥氏体稳定化元素，可以有效提高奥氏体岛的淬透性，因而降低两相区加热后，冷却过程中所获得双相组织所必须的冷却速率。Mn也可以降低铁素体中的固溶C，促使C向奥氏体中转移，提高奥氏体淬透性的同时净化铁素体基体，从而提高双相钢的延性，因此，Mn对双相钢组织的形成具有重要作用。但是如果Mn含量过高，则会降低奥氏体中碳的活度，反而会促进碳化物的形成，并且高的Mn含量往往会引起铸造偏析，造成轧制带状组织，本专利技术Mn控制在1.20％～2.20％。Cr：Cr为铁素体形成元素，与Si的作用相似，促成铁素体的形成，进而增加未转变奥氏体的稳定性和淬透性。Cr可以推迟珠光体转变，降低Bs点，抑制贝氏体相变。此外，Cr可以促进C向奥氏体扩散，并可降低铁素体的屈服强度，更有利于获得低屈服强度的双相钢。另外，Cr元素在钢中的固溶强化能力小，过多添加会降低焊接性能。本专利技术Cr控制在0.30％～0.60％。Nb在钢中以置换溶质原子存在，为铁素体形成元素，促进奥氏体向铁素体相变。Nb的固溶拖曳作用使再结晶形核受到抑制，因而对再结晶具有强烈的阻止作用。同时Nb也是强C、N化物形成元素。双相钢中引入Nb，用于细化铁素体晶粒，并以析出物的形式强化铁素体基体，但过量添加Nb会使沉淀相降低铁素体的延性，降低钢的成形性能。本专利技术Nb控制在0.020％～0.150％。Ni是奥氏体化的有效元素，可提高钢种的AC3温度，使C曲线向右移，降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性和强度，而不降低其塑性。另外，Ni还能改善钢的低温韧性和抗疲劳性，并使钢板具有一定耐蚀性。本专利技术Ni控制在0.050％～0.100％。Al是主要的脱氧剂，同时Al还可以形成AlN析出，起到一定的细化晶粒作用。钢中Al用于脱氧被添加时，不宜过低，否则Mn、Si等粗大的氧化物在钢中大量分散，劣化钢质，但过多簇状氧化铝内夹杂物增多，使钢的塑性和焊接性变差，又会影响炼钢和连铸生产。本专利技术Al控制在0.020％～0.150％。N在钢板中使氮化物析出，有助于强化钢板，但过剩，则氮化物大量析出，引起延伸率、焊接性劣化和钢板的冷成形性能变差。本专利技术N控制在0.0050％以下。P，S为钢中的有害元素。P易在晶界上偏聚引起脆化，S在钢中易形成MnS等夹杂物，使钢的韧塑性变差。本专利技术P，S分别控制在P<0.020％，S<0.015％。本专利技术还提出一种1000MPa级冷弯性能优良的冷轧双相钢的生产方法，包括冶炼、铸造、铸坯加热、热轧、酸洗、冷轧、退火，具体如下：(1)按照所述要求的化学成分经过冶炼工序，获得铸造板坯；(2)将所述铸造板坯经过加热、热轧工序，制得热轧板，其中，加热温度为1180～1250℃，粗轧开轧温度为1150～1050℃，粗轧终轧温度为1020～980℃，精轧开轧温度为940～1000℃，精轧终轧温度为750～920℃，卷取温度为555～700℃；(3)将所述热轧板经过酸洗后冷轧，制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1000MPa级冷弯性能优良的冷轧双相钢，其特征在于，钢中化学成分按质量百分比为：C：0.03％～0.20％，Si：0.20％～0.80％，Mn：1.20％～2.20％，Cr：0.30％～0.60％，Nb：0.020％～0.150％，Ni：0.050％～0.100％，P<0.020％，S<0.015％，N≤0.0050％，Al：0.020％～0.150％，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种1000MPa级冷弯性能优良的冷轧双相钢，其特征在于，钢中化学成分按质量百分比为：C：0.03％～0.20％，Si：0.20％～0.80％，Mn：1.20％～2.20％，Cr：0.30％～0.60％，Nb：0.020％～0.150％，Ni：0.050％～0.100％，P<0.020％，S<0.015％，N≤0.0050％，Al：0.020％～0.150％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述的1000MPa级冷弯性能优良的冷轧双相钢的制造方法，钢板的生产工艺为：冶炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：王科强，刘仁东，郭金宇，徐荣杰，王旭，付薇，孙荣生，金晓龙，陆晓峰，孟静竹，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21