一种500MPa级高强钢及其制备方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种500MPa级高强钢及其制备方法。所述500MPa级高强钢中，按质量百分比计，所述500MPa级高强钢包含：C 0.06～0.25％、Si 0.05～0.25％、Mn 0.8～1.7％、P≤0.02％、S≤0.009％、Nb≤0.05％、Ti≤0.05％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明专利技术所述500MPa级高强钢在经热处理后仍具备高强度、高塑性、优异冲压成形性能、优异焊接性，微观金相组织为铁素体+珠光体(其中显著提高了珠光体的体积分数)，其屈服强度≥430MPa，抗拉强度≥550MPa，断后延伸率A80≥30％；经过热处理后，其组织均匀性得到显著提升，抗拉强度波动在20MPa以内，且断后延伸率A80明显升高。A80明显升高。A80明显升高。

【技术实现步骤摘要】
一种500MPa级高强钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶炼
，具体涉及一种500MPa级高强钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]汽车制造业为满足节能减排的使用需求，在车体设计上为保证安全性的前提下而逐渐轻量化，特别是底盘轻量化首当其冲，所使用的材料逐渐由先进高强钢所替代。
[0003]目前，在生产汽车底盘悬挂系统的纵臂时，所需要的钢材料需经焊接成管再进行正火热处理，而后经过多道次复杂工序来冲压成型。因此，需要选择在热处理后仍具备优异的加工成形性能的钢材料，要求其断后延伸率为A80≥28％以上，同时要求经热处理后的钢材料的抗拉强度等级与未经热处理材料的抗拉强度等级均在500MPa以上。目前，市场上的500MPa高强钢产品在正火热处理后往往出现强度降低的情况，并且相同产品在相同工艺正火热处理后会出现较大的力学性能波动，影响了产品性能的稳定性。
[0004]综上所述，亟需一种经热处理后兼具强度、高塑性、优异冲压成形性能、优异焊接性的先进高强钢。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术提供一种500MPa级高强钢及其制备方法。本专利技术所得到的500MPa级高强钢在经热处理后仍具备高强度、高塑性、优异冲压成形性能、优异焊接性。本专利技术所述500MPa级高强钢的微观金相组织为铁素体+珠光体(其中显著提高了珠光体的体积分数达30％以上)，其屈服强度≥430MPa，抗拉强度≥550MPa，断后延伸率A80≥30％；经过热处理后，其组织均匀性得到显著提升，抗拉强度波动在20MPa以内，且断后延伸率A80明显升高。
[0006]本专利技术用于实现上述目的的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供一种500MPa级高强钢，其特征在于，按质量百分比计，所述500MPa级高强钢包含：C 0.06～0.25％、Si 0.05～0.25％、Mn 0.8～1.7％、P≤0.02％、S≤0.009％、Nb≤0.05％、Ti≤0.05％，余量为铁和不可避免的杂质。
[0008]在一些优选实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢中，按质量百分比计，所述500MPa级高强钢包含：C 0.132％、Si 0.17％、Mn 1.49％、P 0.012％、S 0.003％、Nb 0.022％、Ti 0.019％，余量为铁和不可避免的杂质。
[0009]在一些实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢中，所述500MPa级高强钢的微观组织包括铁素体和珠光体；
[0010]其中所述铁素体的体积分数≤70％，所述珠光体的体积分数≥30％。
[0011]在一些优选实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢中，所述500MPa级高强钢的微观组织中的晶粒的平均尺寸为4～9μm。
[0012]本专利技术还提供本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0013]冶炼并连铸得到钢板坯，将所述钢板坯进行热轧，得到热轧板；
[0014]将所述热轧板依次进行层流冷却、卷取，得到热轧卷；
[0015]将所述热轧卷进行平整处理，得到钢板；
[0016]将所述钢板进行酸洗，得到所述500MPa级高强钢；
[0017]其中，按质量百分比计，所述钢板坯包含：C 0.06～0.25％、Si 0.05～0.25％、Mn 0.8～1.7％、P≤0.02％、S≤0.009％、Nb≤0.05％、Ti≤0.05％，余量为铁和不可避免的杂质。
[0018]本专利技术中，将铁水预处理后，经过转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和连铸，得到所述钢板坯。
[0019]在一些优选实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法中，按质量百分比计，所述钢板坯包含：C 0.132％、Si 0.17％、Mn 1.49％、P 0.012％、S 0.003％、Nb 0.022％、Ti 0.019％，余量为铁和不可避免的杂质。
[0020]在一些实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法中，所述将所述钢板坯进行热轧，得到热轧板，包括：将所述钢板坯在1160～1210℃下保温150～200min，后进行粗轧和精轧，得到所述热轧板；其中，所述粗轧的终轧温度为1020～1080℃，所述精轧的终轧温度为850～900℃；
[0021]所述热轧板的厚度为1.8～4mm；
[0022]所述精轧的轧制速度为6～12m/s。
[0023]在一些实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法中，所述粗轧经5道次粗轧(一号粗轧机空过，二号粗轧机轧5道次)，所述精轧经7道次精轧，获得所述热轧板。
[0024]在一些实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法中，所述精轧的过程中，采用恒定速率进行轧制，并根据所述热轧板的厚度来调整该轧制恒定速率。
[0025]在一些优选实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法中，所述将所述钢板坯进行热轧，得到热轧板，包括：将所述钢板坯在1180～1200℃下保温180～190min，后进行粗轧和精轧，得到所述热轧板；其中，所述粗轧的终轧温度为1060～1070℃，所述精轧的终轧温度为880～900℃。
[0026]在一些实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法中，所述卷取的温度为580～630℃，优选590～615℃。
[0027]在一些实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法中，所述平整处理的过程中，平整延伸率为1～3％。
[0028]在一些实施方案中，本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法中，所述酸洗的过程中，所述钢板的运行速度为60～100m/min，末端酸洗槽(酸洗的过程中最末端的酸洗槽)中的酸洗温度为80～90℃，末端酸洗槽中的铁离子浓度为30～40g/L。
[0029]本专利技术又提供本专利技术所述的500MPa级高强钢的制备方法制备得到的500MPa级高强钢。
[0030]本专利技术的设计思路主要体现在：
[0031]专利技术人认为，C元素是决定碳钢经缓冷后的组织均匀性和综合性能的主要元素。进一步发现，在亚共析范围内，抗拉强度会随着C元素含量的升高而升高，适当提高C元素含量有利于获取珠光体组织，从而在后续的热处理过程中能够获得韧塑性良好的球化珠光体组
织，最终显著提高了产品的冲压成形能力，基于上述设计思路和大量优化选择试验，本专利技术将C元素含量限定为0.06～0.25％。
[0032]专利技术人认识到，降低Si元素含量对钢的焊接性能、表面质量会产生较大影响，通过优化配比试验，在本专利技术中限定了Si 0.05～0.25％，从而在钢中产生了晶粒细化和析出强化的效果，使其焊接性能得到显著改善并达到最佳匹配。
[0033]本专利技术选择Mn元素的含量为0.8～1.7％，能够显著提高钢的基体强度，但是Mn元素的含量过高则会影响材料焊接性并产生大量MnS夹杂物。
[0034]P元素与S元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种500MPa级高强钢，其特征在于，按质量百分比计，所述500MPa级高强钢包含：C 0.06～0.25％、Si 0.05～0.25％、Mn 0.8～1.7％、P≤0.02％、S≤0.009％、Nb≤0.05％、Ti≤0.05％，余量为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的500MPa级高强钢，其特征在于，按质量百分比计，所述500MPa级高强钢包含：C 0.132％、Si 0.17％、Mn 1.49％、P 0.012％、S 0.003％、Nb 0.022％、Ti 0.019％，余量为铁和不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的500MPa级高强钢，其特征在于，所述500MPa级高强钢的微观组织包括铁素体和珠光体；其中所述铁素体的体积分数≤70％，所述珠光体的体积分数≥30％；优选地，所述500MPa级高强钢的微观组织中的晶粒的平均尺寸为4～9μm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的500MPa级高强钢的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：冶炼并连铸得到钢板坯，将所述钢板坯进行热轧，得到热轧板；将所述热轧板依次进行层流冷却、卷取，得到热轧卷；将所述热轧卷进行平整处理，得到钢板；将所述钢板进行酸洗，得到所述500MPa级高强钢；其中，按质量百分比计，所述钢板坯包含：C 0.06～0.25％、Si 0.05～0.25％、Mn 0.8～1.7％、P≤0.02％、S≤0.009％、Nb≤0.05％、Ti≤0.05％，余量为铁和不可避免的杂质；优选地，按质量百分比计，所述钢板坯包含：C 0.132％、Si 0.17％、M...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋寒，郭子峰，郭佳，张衍，冯军，陈斌，李玉鹏，吕宝锋，尼兴，范然然，杨业，周娜，徐伟，张嘉琪，宋春华，陈波，
申请(专利权)人：北京首钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：