一种1500MPa级冷成形带钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种1500MPa级冷成形带钢及其生产方法，所述带钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25～0.40%，Mn：1.10～1.70%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si：0.10～0.30%，Als：0.030～0.050%，Cr：0.20～0.40%，B：0.0010～0.0030%，Ti：0.035～0.050%，V：0.15～0.30%，N≤0.0030%，其余为铁和不可避免的杂质；所述生产方法包括铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼、RH精炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火和平整工序。所得带钢的组织为分布均匀的马奥岛和极少量的铁素体，具有超高强度、优异的焊接和冷成形性能。

A 1500MPa cold formed strip and its production method

【技术实现步骤摘要】
一种1500MPa级冷成形带钢及其生产方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种1500MPa级冷成形带钢及其生产方法。
技术介绍
随着汽车安全性能要求的提高，汽车主机厂越来越多的采用1500MPa级别的热成形钢，既达到减重的目的，也能提高汽车的安全性。但是热成形钢的成本太高，致使汽车零部件的费用上升，在此基础上汽车主机厂对冷成形的超高强钢的需求越来越迫切。这就需要开发一种既具有较高的强度，同时又具有良好的成形性的钢种，该类钢种由铁素体与马奥岛组成，具有低屈强比、高的加工硬化率、良好的强度和延伸性配合等特点，目前深受各大汽车厂家的青睐。为了设计性能优异的冷成形钢，需要研究各个合金元素对冷成形用钢组织性能的影响。一般冷成形用钢中，合金元素种类并不多，其主要成分通常为：C、Mn、Si、Al、Cr、B及少量Nb、V、Ti、Mo等，这些合金元素对冷成形钢成形有着不同的影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种1500MPa级冷成形带钢；本专利技术还提供一种1500MPa级冷成形带钢的生产方法；所得带钢产品具有超高强度和优异的冷成形性能。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是：一种1500MPa级冷成形带钢，所述带钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25～0.40%，Mn：1.1～1.7%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si：0.10～0.30%，Als：0.030～0.050%，Cr：0.20～0.40%，B：0.0010～0.0030%，Ti：0.035～0.050%，V：0.15～0.30%，N≤0.0030%，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术化学成分设计思路如下：C：是最便宜的固溶强化元素和奥氏体稳定元素，碳可通过间隙固溶强化来稳定奥氏体相，增加奥氏体的稳定性，因而降低Ac3点，降低退火温度，减少能源消耗；C原子在马奥岛中起到间隙固溶强化作用，对马奥岛的强化效果远大于其与置换固溶强化合金元素，因此碳含量控制在0.25～0.40%。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，从而提高钢的延性，Mn含量控制在1.10～1.70%。Si：Si可以扩大Fe-C相图的＋γ两相区；固溶到铁素体中的Si可以影响位错的交互作用，增加加工硬化速率和给定强度水平下的均匀延伸。Si与C、Mn等元素共同作用增加钢的淬透性，淬火生产更多板条马奥岛。因此Si含量控制在0.10-0.30%。V：钢种加入V元素是利用V的以下特点：（1）VC的析出强化和细晶强化（Hall-Petch公式），提高强度和塑性；（2）元素V和C结合，降低马奥岛中C含量，抑制孪晶型马奥岛的出现，提高塑性和韧性；（3）固溶的V提高淬透性；（4）含V钢中所含高结合能的不可逆的氢陷阱，提高抗氢脆性能。本专利技术所述带钢厚度为0.8～2.5mm；所述带钢厚度t≤1.8mm时，轧制方向和垂直轧制方向上，折弯角为90°，折弯直径为d0=3t不开裂；所述带钢厚度为1.8mm＜t≤2.5mm时，轧制方向和垂直轧制方向上，折弯角为90°，折弯直径为d0=4t不开裂；所述t为带钢厚度。本专利技术所述带钢组织为分布均匀的马奥岛和极少量的铁素体，铁素体晶粒尺寸≤5μm；马奥岛晶粒尺寸≤6μm；屈服强度650～900MPa，抗拉强度≥1500MPa，断后伸长率A50≥5%。本专利技术还提供了一种1500MPa级冷成形带钢的生产方法，所述生产方法包括铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼、RH精炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火和平整工序；所述RH精炼工序，添加钒和钛，调整钒和钛的质量百分比，将钒的质量百分含量控制在0.15～0.30%，将钛的质量百分含量控制在0.035～0.050%。本专利技术所述转炉炼钢工序，温度为1660～1690℃，氧位：5～20ppm；转炉终点控制C：0.022～0.040%、P：≤0.009%；在出钢过程中加入中碳锰铁、铝粒、低碳铬铁和钒铁，控制转炉大包各元素含量如下：C：0.30～0.32%、Mn：1.20～1.30%、Cr：0.18～0.25%、Als：0.030～0.050%、V：0.18～0.20%，其余为Fe和不可避免的杂质，转炉大包温度为1620～1640℃。本专利技术所述连铸工序，中包过热度为35～45℃，连铸拉速为1.0～1.2m/min。本专利技术所述热轧工序，铸坯加热温度1250～1320℃，加热时间为160～240min，精轧进口温度1020～1100℃，终轧温度860～900℃，卷取温度630～670℃。本专利技术所述冷轧工序，冷轧压下率为55～70%。本专利技术所述连续退火工序，加热二段和均热温度为820～860℃，均热时间为50～100s，快冷开始温度为660～680℃，冷却速率为80～100℃/s，过时效温度为260～300℃。本专利技术所述平整工序，采用恒轧制力控制模式，轧制力为8000～10000KN。本专利技术1500MPa级冷成形带钢合金成分中添加了0.15%以上的V，以及0.25%以上的C，连退后的析出相VC或(V，Ti，Nb)C,均匀细小的第二相颗粒可提高抗拉强度达100MPa以上，析出粒子尺寸为1～20nm，平均粒径4.5nm。根据析出强化机制，其析出强化增强量可达240MPa。该VC或(V，Ti)C的析出会消耗掉奥氏体中的碳，降低其碳含量，降低其相变后的马奥岛中形成孪晶马奥岛的分数。因此，基于本专利技术钢中的VC析出，可提高马奥岛自身的韧性，马奥岛中碳含量降低导致其强度降低，但通过VC析出强化和原奥氏体晶粒的细晶强化提高材料强度。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术成分设计采用添加V元素，通过VC的析出强化，增加抗拉强度，并同时改善塑性；2、本专利技术通过合金元素含量的变化以及工艺参数的调整，获得的带钢产品具有超高强度、优异的焊接和冷成形性能。3、本专利技术带钢组织为分布均匀的马奥岛和极少量的铁素体，铁素体晶粒尺寸≤5μm；马奥岛晶粒尺寸≤6μm；4、本专利技术带钢屈服强度650～900MPa，抗拉强度≥1500MPa，断后伸长率A50≥5%。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术一种1500MPa级冷成形带钢的生产方法包括铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼、RH精炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火和平整工序，具体工艺步骤如下所述：（1）铁水预处理工序：采用复合喷吹颗粒Mg，将铁水中S降至30ppm以下；（2）炼钢工序：采用100吨顶底复吹转炉，转炉终点控制C：0.022～0.040%、P：≤0.009%；温度为1660～1690℃，氧位：5～20ppm，出钢过程中挡渣，为保证成品磷含量，挡渣方式采用前后双档，并在出钢过程中加入中碳锰铁、铝粒、低碳铬铁和钼铁，控制转炉大包各元素含量如下：C：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1500MPa级冷成形带钢，其特征在于，所述带钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25～0.40%，Mn：1.10～1.70%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si：0.10～0.30%，Als：0.030～0.050%，Cr：0.20～0.40%，B：0.0010～0.0030%，Ti：0.035～0.050%，V：0.15～0.30%，N≤0.0030%，其余为铁和不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种1500MPa级冷成形带钢，其特征在于，所述带钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25～0.40%，Mn：1.10～1.70%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si：0.10～0.30%，Als：0.030～0.050%，Cr：0.20～0.40%，B：0.0010～0.0030%，Ti：0.035～0.050%，V：0.15～0.30%，N≤0.0030%，其余为铁和不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的一种1500MPa级冷成形带钢，其特征在于，所述带钢厚度为0.8～2.5mm；所述带钢厚度t≤1.8mm时，轧制方向和垂直轧制方向上，折弯角为90°，折弯直径为d0=3t不开裂；所述带钢厚度为1.8mm＜t≤2.5mm时，轧制方向和垂直轧制方向上，折弯角为90°，折弯直径为d0=4t不开裂。


3.根据权利要求1或2所述的一种1500MPa级冷成形带钢，其特征在于，所述带钢组织为分布均匀的马奥岛和极少量的铁素体，铁素体晶粒尺寸≤5μm；马奥岛晶粒尺寸≤6μm；屈服强度650～900MPa，抗拉强度≥1500MPa，断后伸长率A50≥5%。


4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种1500MPa级冷成形带钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼、RH精炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火和平整工序；所述RH精炼工序，添加钒和钛，控制钒的质量百分含量为0.15～0.30%，控制钛的质量百分含量为0.035～0.050%。


5.根据权利要求4所述的一种1500MPa级冷成形带钢的生产方法，其特征在于，所述转炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘靖宝，张洪波，杜明山，王朝，陈卓，刘丽萍，李孟星，杨明维，韩世绪，
申请(专利权)人：唐山钢铁集团有限责任公司，河钢股份有限公司唐山分公司，
类型：发明
国别省市：河北;13