一种抗焊接软化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 0.05～0.08％，Si≤0.50％，Mn 1.0～1.4％，Cr 0.15～0.5％，V 0.015～0.06％，P≤0.012％，S≤0.002％，N≤0.005％，Al 0.01～0.035％，且1.2％≤Mn+Cr≤1.6％，(3Mn+Cr)/(Cr+15V)≤5.5，还包含下列元素中一种以上：Ti≤0.03％，Nb≤0.03％，Ca≤0.005％；余Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术热轧双相钢具有细小针状铁素体+弥散分布的尖角状马氏体的组织，其抗拉强度达到540MPa以上，屈强比0.70以下，延伸率30％以上，具有易成型高强度的性能优势；更重要的是，本发明专利技术钢对焊焊接热影响区不发生明显的软化，可用于生产车轮轮辋等需要大热输入焊接的汽车零件。
【技术实现步骤摘要】
一种抗焊接软化的铁素体马氏体热轧双相钢及制造方法
本专利技术属于高强钢制造领域，特别涉及一种抗焊接软化的铁素体马氏体热轧双相钢及制造方法，用于汽车车轮轮辋等汽车焊接部件。
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、高延伸率、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。相比铁素体珠光体钢具有更好的成型性能和疲劳性能，也具有更高的强度；相比铁素体贝氏体钢来说也具有更高强度、更低的屈强比，因此有更好的易成型性能。尽管双相钢具有易成型等优良特性，却长期以来无法应用于有大热输入焊接要求的汽车车轮轮辋等的生产。因为轮辋在制造过程中，钢板圈圆后要进行对焊，一般通过闪光对焊或者电阻对焊形成圆毂。对焊位置经历1400℃以上的高温，形成一个较宽的温度梯度范围，对材料的组织和性能产生根本性的改变。软化最显著的区域是热影响区温度约在650-900℃的范围里的过回火区和部分相变区(参见图1)。而根据传统双相钢等轴多边形铁素体+大块马氏体的组织特性(参见图2)，过回火区的组织中的大块马氏体分解为珠光体(索氏体)，导致强度显著降低，而部分相变区的马氏体则在峰值温度时转变为奥氏体，随后在自然冷却中发生相变，由于冷速较低转变为珠光体，因此强度显著同样降低。从而传统双相钢等轴多边形铁素体+大块马氏体的焊接热影响区在焊缝中心两侧会发生显著的软化，硬度分布呈W型(参见图3)。对焊形成的圆毂要经过扩口、滚压成型、扩径最终形成轮辋。在此过程中，材料要经过相当大塑性变形，通常材料拉伸变形量最大区域超过10％以上。那么在扩口、扩径工序中，材料的变形就集中发生在上述显著软化的位置，从而造成该区域超过塑性变形极限而缩颈，严重的甚至开裂，见附图4。因此，传统双相钢无法进行汽车车轮轮辋的生产。所以一直以来，轮辋生产都采用低合金高强钢，而无法采用具有低屈强比易成型高强度的双相钢。由于低合金高强钢的屈服强度高，加工难度大，对成型设备的要求高。从加工难易程度而言，能够采用460MPa级低合金高强钢生产轮辋的产线，则可以采用540MPa级的双相钢，相当于以现有产线能力，将钢材强度提升两个等级，具有很强的减重降耗、产品升级的社会效益。中国专利CN107858598A、CN107815597A公开的轮辋用钢，其组织设计均为铁素体+珠光体组织，难以获得高强度的性能要求。CN104278196A公开的轮辋用钢，抗拉强度为600～680MPa，屈服强度为500～580MPa，从其性能和其工艺来看，也是低合金高强钢，采用了620-660℃的卷取温度，无法得到铁素体+马氏体双相钢。中国专利CN101724777A也公开了一种抗拉强度为550MPa级热轧轮辋钢板，同样采用560～660℃卷取，均为低合金高强钢。中国专利CN103695762A则公开了一种抗拉强度560～590MPa热轧轮辋用钢，采用一种热轧后的分段式冷却工艺，通过精确控制组织中铁素体、贝氏体和马氏体的尺寸及体积分数，获得良好的性能。化学成分按质量百分数为：0.05～0.07％C、0.10～0.30％Si、1.20～1.50％Mn，O、N、S、P、Al、Ca等杂质元素总含量低于0.06％，余量为Fe；该轮辋用钢微观组织为等轴铁素体、呈团块状的粒状贝氏体和分布铁素体晶粒间的多边形岛状马氏体。该专利说明中，为了获得专利技术钢，采用了复杂的四段式冷却，每段层流冷却之间要间隔2s左右的空冷，生产控制难度很大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗焊接软化的铁素体马氏体热轧双相钢及制造方法，获得的热轧双相钢，具有区别于传统等轴多边形铁素体+大块马氏体双相钢的组织，细小针状铁素体+弥散分布的尖角状马氏体的组织，其抗拉强度达到540MPa以上，屈强比0.70以下，延伸率30％以上，具有易成型高强度的性能优势；更重要的是，本专利技术钢的对焊焊接热影响区不发生明显的软化，可用于生产车轮轮辋等需要大热输入焊接的汽车零件。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：双相钢要用于大热输入焊接生产并对焊接接头有强度要求的地方，如汽车车轮轮辋等，关键就是克服双相钢焊接时热影响区的软化，避免焊接后焊缝区域的材料强度大幅低于母材强度，因此就需要一种钢既具有双相钢低屈强比易加工的特点，又具有抗焊接软化的性能。为了能获得一种这样的双相钢，本专利技术在于通过C-Mn-Cr-V成分体系及精确组织调控，获得区别于传统双相钢等轴铁素体+马氏体的组织，形成针状铁素体+弥散分布的尖角状马氏体的组织形态。在获得相近于传统双相钢的性能同时，具有更好的抗焊接软化性能。使具有屈强比低、高延伸率、易成型、高疲劳等特性的双相钢也能应用于有大热输入焊接要求的轮辋生产等，获得更高性能的车轮，也可以使轮辋制造产线在现有设备能力下生产更高强度级别的轮辋材料，因此获得减重降耗、产品升级的益处。具体的，本专利技术的抗焊接软化的铁素体马氏体热轧双相钢，其成分重量百分比为：C：0.05～0.08％，Si：≤0.50％，Mn：1.0～1.4％，Cr：0.15～0.5％，V：0.015～0.06％，P：≤0.012％，S：≤0.002％，N：≤0.005％，Al：0.01～0.035％，且1.2％≤Mn+Cr≤1.6％，(3Mn+Cr)/(Cr+15V)≤5.5，还包含下列元素中的一种或一种以上：Ti≤0.03％，Nb：≤0.03％，Ca：≤0.005％；其余是Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述热轧双相钢的金相组织为细小针状铁素体+弥散分布的尖角状马氏体的组织。本专利技术所述热轧双相钢的抗拉强度达到540MPa以上，屈强比0.70以下，延伸率30％以上。本专利技术热轧双相钢的成分设计中：C:重要强化元素，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。Si:在钢中起固溶强化作用，提高钢的强度；可以对奥氏体向铁素体的转变起加速的作用，使奥氏体向铁素体的转变速度加快。还能阻止C化物的析出，避免珠光体相的出现。但是Si不利于焊接性能，易在焊缝位置形成Si的夹杂物，因此Si含量需在0.5％以下。Mn：是重要的固溶强化元素，也能有效提高临界区加热形成的奥氏体岛的淬透性。低于1.0％钢的强度不足，也不利于提高对焊焊缝强度。但Mn含量过高会抑制铁素体形成，因此限定Mn在1.4％以下。Cr：是钢中常见的强化元素。Cr可以促进C向奥氏体扩散，从而降低铁素体的屈服强度，获得更低的屈强比。另外，Cr可以改善临界区加热形成的奥氏体岛的淬透性，因此可以有效提高对焊焊接热影响区的强度，从而减小焊接热影响区的软化。相比Mn而言，Cr的加入对本专利技术钢母材的强度影响比Mn低，因此能获得更好的抗焊接软化的效果。V：在本专利技术钢中有重要作用，因为V不仅仅是强碳化物形成元素，而且可以有效提高临界区加热形成的奥氏体岛的淬透性，使其在较低的冷速下就能得到马氏体组织，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗焊接软化的铁素体马氏体热轧双相钢，其成分重量百分比为：C：0.05～0.08％，Si：≤0.50％，Mn：1.0～1.4％，Cr：0.15～0.5％，V：0.015～0.06％，P：≤0.012％，S：≤0.002％，N：≤0.005％，Al：0.01～0.035％，且1.2％≤Mn+Cr≤1.6％，(3Mn+Cr)/(Cr+15V)≤5.5，还包含下列元素中的一种或一种以上：Ti≤0.03％，Nb：≤0.03％，Ca：≤0.005％；其余是Fe和不可避免的杂质。/n
【技术特征摘要】
1.一种抗焊接软化的铁素体马氏体热轧双相钢，其成分重量百分比为：C：0.05～0.08％，Si：≤0.50％，Mn：1.0～1.4％，Cr：0.15～0.5％，V：0.015～0.06％，P：≤0.012％，S：≤0.002％，N：≤0.005％，Al：0.01～0.035％，且1.2％≤Mn+Cr≤1.6％，(3Mn+Cr)/(Cr+15V)≤5.5，还包含下列元素中的一种或一种以上：Ti≤0.03％，Nb：≤0.03％，Ca：≤0.005％；其余是Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的抗焊接软化的铁素体马氏体热轧双相钢，其特征在于，所述热轧双相钢的金相组织为细小针状铁素体+弥散分布的尖角状马氏体的组织。
3.如权利要求1或2所述的抗焊接软化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540MPa以上，屈强比0.70以下，延伸率30％以上。
4...
【专利技术属性】
技术研发人员：柏明卓，张建苏，刘生，王巍，杨阿娜，华骏山，胡兆辉，庞厚君，
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
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