具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带及其制造方法技术

具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带及其制造方法，该钢板和钢带成分重量百分比为：C：0.07～0.14％，Si：0.1～0.4％，Mn：1.55～2.00％，P≤0.015％，S≤0.004％，Al：0.01～0.05％，N≤0.005％，Cr：0.15～0.50％，V：0.1～0.35％，Nb：0.01％～0.06％，Mo：0.15～0.50％，且Ti≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质；且同时需满足：1.0≤[(Cr/52)/(C/4)+(Nb/93+Ti/48+V/51+Mo/96)/(C/12)]≤1.6。本发明专利技术超高强热轧钢板和钢带的抗拉强度≥780MPa、屈服强度≥660MPa，拉伸疲劳极限(循环1000万次)FL≥570MPa，或疲劳极限比抗拉强度FL/Rm≥0.72，扩孔率满足：若原始孔为冲压孔：扩孔率＞85％；若原始孔为铰孔：扩孔率＞120％。

Super high strength hot rolled steel plate and strip with good fatigue and reaming properties and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带及其制造方法
本专利技术属于金属材料领域，具体涉及一种具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带及其制造方法，主要应用于制造汽车底盘、悬挂件等产品。
技术介绍
汽车“轻量化”可直接减少排放，降低油耗，是当今汽车制造业发展的目标。汽车“轻量化”的一个重要的措施就是采用高强度和超高强度的钢板来代替软钢。大量采用高强钢后可实现20～25％的减重效果。在过去的十年中，白车身结构件已广泛采用兼具高强度与高延伸率的先进高强钢实现“轻量化”，取得了优异的节能减排效果。目前，“轻量化”概念进一步沿用至汽车底盘及悬挂系统，日益严苛的环保要求和市场需求也要求汽车底盘材料采用高强钢实现“轻量化”。然而，对于汽车底盘及悬挂系统的结构件，其成形过程要求材料具有很高的扩孔率性能。此外，底盘及悬挂系统的结构件的服役特点亦要求材料具有较高的疲劳性能。尽管以贝氏体组织为主的高强钢因具有高强度和良好的扩孔性能而成为目前汽车底盘及悬挂系统零件的常用钢种，但由于贝氏体钢成分及组织复杂，且材料的高强度、高扩孔率与高疲劳极限三项性能之间相互制约，设计及制造兼具高强度、良好扩孔性与良好疲劳性能的钢材，具有极大的难度。中国专利CN102612569A公开了一种高强度热轧钢板，其抗拉强度大于780MPa，1000万次弯曲疲劳极限比大于0.45，扩孔率(原始孔为冲孔)为30～50％。尽管该钢板具有较高的强度和一定的弯曲疲劳极限，但是扩孔率相对较低。中国专利CN103108971A公开了一种耐疲劳特性优良的高强度热轧钢板，该钢板抗拉强度大于780MPa，200万次拉伸疲劳极限0.66～0.78。但是，该疲劳极限仅是200万次加载下的疲劳极限，根据公知常识，疲劳极限与循环次数成反比，故若进一步增加该材料的疲劳试验加载次数，其疲劳极限会进一步降低，且该专利未考虑材料的扩孔性能。中国专利CN101906567A公开了一种扩孔加工性优异的高强度热轧钢板，该钢板抗拉强度大于780MPa，扩孔率(原始孔为冲孔)介于43～89％。中国专利文件CN104136643A公开了一种抗拉强度大于780MPa，扩孔率(原始孔为铰孔)介于37～103％的高强度热轧钢板。但是，上述两个专利均未考虑材料的疲劳性能。而在上述四个专利中，Ti元素均为可选或必选的有益元素，是为了提高材料强度或抑制原始奥氏体晶粒长大。但是Ti元素与钢中常见杂质N元素在高温下会形成方形(或三角形)的大块、脆性、具有尖锐边角的TiN颗粒，会对钢材的弯曲、扩孔等成形性能产生有害影响，并会大幅降低钢材的疲劳极限。现有技术中均未考虑Ti元素会导致的这些不利影响。此外，对于抗拉强度达到800MPa级别的，以贝氏体为主且以碳化物析出为增强相的本类材料(以下简称本类材料)，强度、疲劳极限和扩孔性能三者之间属于相互制约的性能。首先，材料的强度通常与扩孔性能成反比，本类钢种为了获得较高的强度，尤其是屈服强度，亟需碳化物的析出强化效应。但是，碳化物的大量析出与粗化更会极大的损害材料的扩孔性能。此外，通常来说，材料的屈服强度越高，材料的疲劳极限越高；但是，对于本类材料，屈服强度的提升极大地依赖于碳化物的大量析出，但是碳化物大量析出与粗化同样会大幅降低本类材料的疲劳极限。因此，本类材料要想获得同时兼备高强度、高扩孔性与高疲劳极限，具有极大的设计与制造难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带及其制造方法，该钢板的抗拉强度≥780MPa、屈服强度≥660MPa，拉伸疲劳极限(循环1000万次)FL≥600MPa，或疲劳极限比抗拉强度FL/Rm≥0.75，扩孔率满足：若原始孔为冲压孔：扩孔率＞85％；若原始孔为铰孔：扩孔率＞120％，主要用于汽车底盘、悬挂系统零部件的制备。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其成分重量百分比为：C：0.07～0.14％，Si：0.1～0.4％，Mn：1.55～2.00％，P≤0.015％，S≤0.004％，Al：0.01～0.05％，N≤0.005％，Cr：0.15～0.50％，V：0.1～0.35％，Nb：0.01％～0.06％，Mo：0.15～0.50％，且Ti≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质；且上述元素同时需满足如下关系：1.0≤[(Cr/52)/(C/4)+(Nb/93+Ti/48+V/51+Mo/96)/(C/12)]≤1.6。优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中C：0.07～0.09％，以重量百分比计。优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Si：0.1～0.3％，以重量百分比计。优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Mn：1.70～1.90％，以重量百分比计。优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Cr：0.35～0.50％，以重量百分比计。优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中V：0.12～0.22％，以重量百分比计。优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Mo：0.15～0.3％，以重量百分比计。优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Ti≤0.005％，以重量百分比计。更优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Ti≤0.003％，N≤0.003％，以重量百分比计。进一步，所述超高强热轧钢板和钢带的抗拉强度≥780MPa、屈服强度≥660MPa，扩孔率性能指标：若原始孔为冲压孔：扩孔率＞85％；若原始孔为铰孔：扩孔率＞120％；抗疲劳性能指标：高频疲劳极限(循环1000万次)FL≥570MPa，或疲劳极限比抗拉强度FL/Rm≥0.72。更优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的抗疲劳性能指标：高频疲劳极限(循环1000万次)FL≥600MPa，或疲劳极限比抗拉强度FL/Rm≥0.75。优选的，所述超高强热轧钢板和钢带的抗疲劳性能指标：高频疲劳极限(循环1000万次)FL≥640MPa，或疲劳极限比抗拉强度FL/Rm≥0.8。本专利技术所述超高强热轧钢板和钢带的微观组织为下贝氏体为主的贝氏体微观组织。在本专利技术钢的成分设计中：碳(C)：碳对钢板的强度、成形性能和焊接性能影响很大。碳和其他合金元素形成合金碳化物提高钢板的强度，若碳含量低于0.07％，钢的强度达不到目标要求；碳含量高于0.14％，则易生成马氏体组织和粗大的渗碳体，使延伸率和扩孔率下降，因此，本专利技术控制碳含量的范围为0.07～0.14％。硅(Si)：硅是炼钢脱氧的必要元素，也具有一定的固溶强化作用，当低于0.1％时，难以获得充分的脱氧效果；当硅含量高于0.5％时，易于生成多边形铁素体组织，对扩孔率的提高不利，同时使得可镀性恶化，不利于生产热镀锌钢板。因此，本专利技术将硅含量限定在0.1～0.4％的范围内。锰(Mn)：锰是提高强度的有效元素，而且成本低廉，因此本专利技术将锰作为主要添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其成分重量百分比为：C：0.07～0.14％，Si：0.1～0.4％，Mn：1.55～2.00％，P≤0.015％，S≤0.004％，Al：0.01～0.05％，N≤0.005％，Cr：0.15～0.50％，V：0.1～0.35％，Nb：0.01％～0.06％，Mo：0.15～0.50％，且Ti≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质；且上述元素同时需满足如下关系：1.0≤[(Cr/52)/(C/4)+(Nb/93+Ti/48+V/51+Mo/96)/(C/12)]≤1.6。/n

【技术特征摘要】
1.具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其成分重量百分比为：C：0.07～0.14％，Si：0.1～0.4％，Mn：1.55～2.00％，P≤0.015％，S≤0.004％，Al：0.01～0.05％，N≤0.005％，Cr：0.15～0.50％，V：0.1～0.35％，Nb：0.01％～0.06％，Mo：0.15～0.50％，且Ti≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质；且上述元素同时需满足如下关系：1.0≤[(Cr/52)/(C/4)+(Nb/93+Ti/48+V/51+Mo/96)/(C/12)]≤1.6。


2.如权利要求1所述的具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其特征在于，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中C：0.07～0.09％，以重量百分比计。


3.如权利要求1所述的具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其特征在于，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Si：0.1～0.3％，以重量百分比计。


4.如权利要求1所述的具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其特征在于，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Mn：1.70～1.90％，以重量百分比计。


5.如权利要求1所述的具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其特征在于，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Cr：0.35～0.50％，以重量百分比计。


6.如权利要求1所述的具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其特征在于，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中V：0.12～0.22％，以重量百分比计。


7.如权利要求1所述的具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其特征在于，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Mo：0.15～0.3％，以重量百分比计。


8.如权利要求1所述的具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其特征在于，所述超高强热轧钢板和钢带的化学成分中Ti≤0.005％，以重量百分比计。


9.如权利要求1所述的具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瀚龙，张玉龙，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