一种高表面质量的铁素体马氏体热轧双相钢及其制造方法技术

一种高表面质量的铁素体马氏体热轧双相钢及其制造方法，其成分重量百分比为：C：0.04～0.08％，Si≤0.1％，Mn：1.0～1.4％，Al：0.3～0.8％，Cr：0.15～0.60％，Nb：0.01～0.03％，P≤0.015％，S≤0.002％，N≤0.005％，还包含加入下列元素中一种或一种以上，Ti≤0.03％，V≤0.03％，Ca≤0.005％，其余是Fe和不可避免的杂质，且需要同时满足：(Si+2Al+Cr)≥1.0；Al/Cr≤2.5。本发明专利技术热轧双相钢，酸洗后表面光洁，无花纹，其抗拉强度达到600MPa以上，屈强比0.7以下，扩孔率50％以上，具有易成型高扩孔性能，可用于生产汽车车轮轮辐等零件；另外其生产工艺窗口宽，易于工业大生产，性能稳定。

A ferritic martensitic hot rolled dual phase steel with high surface quality and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种高表面质量的铁素体马氏体热轧双相钢及其制造方法
本专利技术属于低合金钢制造领域，涉及一种高表面质量的铁素体马氏体热轧双相钢及制造方法，适用于汽车车轮等汽车外观部件。
技术介绍
基于减排降耗的需求，汽车减重是一全球性的趋势。现在开发了很多高强度先进高强钢，用于满足汽车等对加工性能良好的新型钢铁材料的需求。其中铁素体+马氏体双相钢，其由具有屈强比低、无屈服平台、易成型、加工硬化率高、烘烤硬化高、疲劳寿命长等特点，成为车轮轮辐等汽车部件的首选材料。为了获得希望的铁素体+马氏体双相钢组织构成和良好的扩孔等性能，热轧双相钢通常要在成分中添加较多的Si，以扩大铁素体形成区域。如下面专利，都采用了Si体系成分设计。德国专利DE10327383C5提出了一种生产的热轧双相钢板的方法，钢的成分为：0.01-0.08％C、≤0.9％Si、0.5-1.9％Mn、≤1.2％Al、0.3-1.2％Cr，其余为Fe，在A3之下50-100℃开始终轧，随后以30-150℃/s冷却到铁素体区域，并冷却5秒，再以30-150℃/s冷却300℃。但由于Si在热轧钢板表面易形成由FeO-Fe2SiO4构成的尖橄榄石晶体，这种晶体熔点较低，钢坯加热时会变成液态渗透进钢坯表面的微观裂隙中，在除鳞时无法去除干净，使钢板表面沿轧向留下一条条“红铁皮”缺陷，参见图1。酸洗后无法有效清除，在产品表面留下这种花纹，影响产品表面质量，参见图2。为了改善高Si带来的表面红铁皮花纹缺陷，往往通过降低Si含量，采用C-Mn-Cr成分体系来获得更高表面质量的双相钢。如中国专利CN105385954A公开了一种10mm以上抗拉强度600MPa级双相钢钢带，其成分为C：0.055-0.075％，Si：0.25-0.35％，Mn：0.95-1.10％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr：0.25-0.35％，Ti：0.04-0.05％，其余为铁。中国专利CN107746931A公开了一种汽车车轮用热轧双相钢其成分为：C：0.05％～0.10％，Si：0.10％～0.25％，Mn：1.20％～1.40％，Cr：0.50％～0.60％，P：0.035％～0.070％，S≤0.010％，余量为Fe及不可避免杂质。但是，其硅含量仍在0.1％以上，在生产实际中仍会存在不均匀的红铁皮问题。另外中国专利CN107746931A的成分设计中为了较少Si对表面质量的影响，采用了P元素代替Si抑制碳化物析出，净化铁素体。但众所周知，P是钢中的有害杂质元素，易于在铸坯中偏聚，造成钢板厚度中心的脆化分层等严重缺陷。对于高性能的钢来说，P含量一般都要控制0.015％以下。而上述专利有意添加0.035％～0.070％的P，在获得稳定铁素体析出的有益效果同时，必然对钢的韧性等性能造成损害。中国专利CN107760996A公开了一种热轧双相钢及成分为：C：0.04％～0.08％，Si≤0.10％，Mn：1.40％～1.80％，P≤0.020％，S≤0.003％，Cr：0.60％～0.80％，Als：0.03％～0.10％，N≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。其硅含量0.1％以下，可以得到理想的表面质量。但其Mn、Cr含量很高，不利于焊接。同时Mn含量较高易才形成中心偏析，而中心偏析对冲压开裂有重要影响。另外C-Mn-Cr系的铁素体生成工艺窗口较窄，生产难度和性能波动性较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高表面质量的铁素体马氏体热轧双相钢及其制造方法，酸洗后表面光洁，无花纹，其抗拉强度达到600MPa以上，屈强比0.7以下，扩孔率50％以上，具有易成型高扩孔性能，可用于生产汽车车轮轮辐等零件；另外其生产工艺窗口宽，易于工业大生产，性能稳定。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：本专利技术通过C-Mn-Al-Cr-Nb成分体系获得高表面质量的同时，具有易于生产、性能稳定的特点，获得更高扩孔性能的铁素体马氏体热轧双相钢。具体的，本专利技术所述的高表面质量的铁素体马氏体热轧双相钢，其成分重量百分比为：C：0.04～0.08％，Si：≤0.1％，Mn：1.0～1.4％，Al：0.3～0.8％，Cr：0.15～0.60％，Nb：0.01～0.03％，P≤0.015％，S≤0.002％，N：≤0.005％，其余是Fe和不可避免的杂质，同时还包含加入下列元素中一种或一种以上，Ti≤0.03％，V≤0.03％，Ca≤0.005％，且需要满足：(Si+2Al+Cr)≥1.0；Al/Cr≤2.5。本专利技术热轧双相钢的成分设计中：C：用于形成足够碳化物强化相，以保证钢的强度级别，C太低强度达不到要求，C太高对焊接性能和成形性能不利。Mn：是固溶强化元素，低于1.0％钢的强度不足。同时由于Mn是较强中心偏析元素，中心偏析多成型开裂有显著影响，因此限定Mn在1.4％以下。Si：是铁素体固溶强化元素，加速C向奥氏体偏聚，净化铁素体，抑制碳化物析出；同时Si能扩大双相区范围，扩大铁素体析出的工艺窗口，利于生产稳定性；Si能强化铁素体，提高均匀延伸率。这是因为这些原因，Si是传统双相钢的必要元素，具有十分重要的作用。但是，Si易使钢板表面产生难以酸洗掉的铁皮花纹等表面缺陷。因此在本专利技术中要求将Si含量控制在0.1％以下。Al：是钢中的脱氧元素，减少钢中的氧化物夹杂、纯净钢质，有利于提高钢板的成形性能。同时Al可以形成AlN沉淀，提高铁素体强度，利于提高扩孔性能。更重要的是，本专利技术中加入较高含量的Al，可以代替Si的作用，扩大铁素体转变温度区间，抑制珠光体、碳化物的析出，相比较C-Mn系或者C-Mn-Cr系双相钢可以获得更宽泛的工艺窗口，利于工业生产热轧带钢产品的性能稳定。因此Al是本专利技术钢的重要元素。Cr：是钢中常见的强化元素。Cr可以代替Mn，提高钢的强度，减少偏析。也可以抑制珠光体转变。此外，本专利技术中加入一定量的Cr，还可以改善表面质量。虽然Al代替Si，可以消除高Si带来的铁皮花纹，但高温下易形成AlN夹杂物在表面富集，存在AlN的氧化铁皮部位会变脆。这种松脆的氧化铁皮在钢卷卷取以及后面的精整重卷等过程中，及其容易破碎形成表面氧化铁皮浮灰。这种颗粒状、片屑状浮灰掉落到钢板表面，随后在钢带与精整、酸洗等工序的辊子接触后，压入带钢表面，就会形成压坑麻点这种新的表面缺陷(参见图4)。加入Cr后，Cr可以在氧化铁皮与铁基体的交界处与氧反应并聚集，生成致密的富(Fe,Cr)2O3或者(Fe,Cr)3O4尖基石膜，富Fe-Cr尖基石膜的存在阻碍了氧的扩散，降低了氧化铁皮的生成，因此加入Cr可以有效减少氧化铁皮厚度以及AlN的形成，并改善氧化铁皮的附着性能(参见图5、图6)，从而可以有效较少氧化铁皮压入造成的压坑麻点缺陷。Si+2Al+Cr：为了抑制珠光体的形成，加速铁素体的析出，要求(Si+2Al+Cr)≥1.0；为了改善红铁皮，本专利技术采用低Si成分设计，因此需要保证Al、Cr的含量以保证得到理想的双相组织。Al/Cr：因为A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高表面质量的铁素体马氏体热轧双相钢，其成分重量百分比为：C：0.04～0.08％，Si：≤0.1％，Mn：1.0～1.4％，Al：0.3～0.8％，Cr：0.15～0.60％，Nb：0.01～0.03％，P≤0.015％，S≤0.002％，N：≤0.005％，同时还包含加入下列元素中一种或一种以上，Ti≤0.03％，V≤0.03％，Ca≤0.005％，其余是Fe和不可避免的杂质，且需要同时满足：(Si+2Al+Cr)≥1.0；Al/Cr≤2.5。/n

【技术特征摘要】
1.一种高表面质量的铁素体马氏体热轧双相钢，其成分重量百分比为：C：0.04～0.08％，Si：≤0.1％，Mn：1.0～1.4％，Al：0.3～0.8％，Cr：0.15～0.60％，Nb：0.01～0.03％，P≤0.015％，S≤0.002％，N：≤0.005％，同时还包含加入下列元素中一种或一种以上，Ti≤0.03％，V≤0.03％，Ca≤0.005％，其余是Fe和不可避免的杂质，且需要同时满足：(Si+2Al+Cr)≥1.0；Al/Cr≤2.5。


2.如权利要求1所述的高表面质量的铁素体马氏体热轧双相钢，其特征在于，所述热轧双相钢的抗拉强度达到600MPa以...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏明卓，张建苏，刘生，杨阿娜，田勇，华骏山，李先聚，
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