本发明专利技术公开一种980MPa级冷轧轻质高强钢及其制备方法。钢中含有C 0.23％～0.43％，Si 1.0％～1.7％，Mn 1.6％～2.6％，P 0.04％～0.06％，S≤0.03％，Al 3.3％～4.9％，Cr 0.12％～0.51％，Mo 0.02％～0.1％，B 0.001％～0.005％，满足1.1≤(12C+1.1Mn)/(0.8Si+Al)≤1.5，余量为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热温度1210～1260℃，开轧温度1010～1160℃，终轧温度900～960℃，卷取温度510～710℃；冷轧压下率35％～75％；淬火温度810～890℃，时间70～245s；连退温度810～890℃，时间130～310s，350～450℃时效处理，以15～45℃/s冷却速率冷却到室温，得到具有优良的强度和延伸率的冷轧轻质高强钢。
【技术实现步骤摘要】
一种980MPa级冷轧轻质高强钢及其制备方法
本专利技术属于汽车用钢制造领域，涉及一种冷轧轻质高强钢及其制备方法，该钢种适用于制造汽车车身结构件，安全件、防撞件等以及其它用途的产品。
技术介绍
近年来，随着节能环保要求的不断提高，轻量化和电动化成为汽车行业发展的主流趋势，高强超高强汽车用钢的研制开发和大量使用成为实现汽车轻量化的有效手段。随着汽车用钢强度的不断增加，单纯依靠提高钢板强度来降低汽车零部件重量的方法越来越困难。人们尝试使用Al、Mg、碳纤维等轻质材料来制造汽车零部件和整车，然而由于成本高以及加工性能、焊接性能不足等原因，使Al、Mg、碳纤维等轻质材料的应用受到限制。因此，冷轧轻质高强钢的开发为解决上述难题提供了一个很好的方法。专利文献CN110983195A公开了一种汽车用低密度高强钢及其制备方法。所述汽车用低密度高强钢的成分重量百分比组成为：C：0.3％～0.5％，Si：0.2％～0.5％，Mn：1％～2％，P≤0.01％，S≤0.01％，Ce：0.020％～0.040％，N≤0.0060％，Als：3.50％～4.8％，余量为Fe和不可避免的杂质。采用冷轧-连退的生产工艺生产出980MPa级高强钢，但是该专利技术的生产工艺复杂，产品延伸率低，难以满足汽车复杂零部件的使用需求。专利文献CN101775470A公开了一种抗拉强度700～800MPa级热轧高强轻质双相钢及其制造方法。其主要化学成分为：C：0.2％～0.5％，Mn：2.0％～6.0％，Si：0.3％～1.0％，N≤0.008％，P≤0.015％，S≤0.010％，Al：4.0％～9.0％，还包括Cr、Ti、V、Mo、Nb、Ca、Ni、Cu中的至少一种或几种，且0.8≤(15C+0.5Mn)/(Al+Si)≤1.20，其余为Fe和不可避免的杂质。采用热轧工艺，生产出强度级别为700～800MPa级高强轻质双相钢，但是该专利技术的产品伸长率较低，难以满足汽车零部件的冲压需求。综上，现有的轻质高强汽车用钢存在成本高、工艺复杂、产品成形性能较差等问题，难以满足汽车零部件的使用需求。
技术实现思路
针对以上现有技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高强、高塑、冷轧轻质980MPa级高强钢及其制备方法，满足汽车车身结构件高强高延伸率轻质的要求。具体的技术方案是：一种980MPa级冷轧轻质高强钢，其化学成分以质量百分比计为：C：0.23％～0.43％，Si：1.0％～1.7％，Mn：1.6％～2.6％，P：0.04％～0.06％，S≤0.03％，Al：3.3％～4.9％，Cr：0.12％～0.51％，Mo：0.02％～0.1％，B：0.001％～0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质，且钢中的C、Mn、Al、Si元素需要符合下面的关系1.1≤(12C+1.1Mn)/(0.8Si+Al)≤1.5。本专利技术合金设计的理由如下：C：C元素是在钢中主要起到固溶强化的作用，提高钢板的硬度、屈服强度和抗拉强度。同时，C元素具有形成和稳定奥氏体的作用，通过热处理工艺控制，使C在钢中奥氏体相富集，形成亚稳奥氏体相，从而提高钢板的成形性能和伸长率。在含有Al元素的轻质钢中，C元素与Al、Mn易形成(FeMnAl)C的碳化物，降低钢板的强度和塑性，C元素含量不能过高。因此，本专利技术将C含量控制在0.23％～0.43％。Mn：Mn元素在钢中起到固溶强化和稳定奥氏体的作用。Mn元素一方面通过固溶强化的作用提高钢板的强度，另一方面通过稳定奥氏体的作用促使钢板形成残余奥氏体相，起到提高钢板塑性的作用。Mn含量过高会导致钢中产生带状组织，降低钢板的韧性；同时使奥氏体过于稳定，难以在变形的过程转变为马氏体，导致钢板成形性能降低，因此，本专利技术中将Mn元素含量控制在1.6％～2.6％。Si：Si元素能够抑制渗碳体析出、促进奥氏体形成，从而提高钢板的塑性；Si元素能够起到固溶强化的作用；Si元素能够扩大钢板的晶格常数，降低钢板密度的作用。Si元素含量过低，起不到抑制渗碳体析出、提高钢板强度以及减轻重量的作用；Si元素含量过高，会降低钢板的表面质量。因此，本专利技术中将Si含量控制在1.0％～1.7％。Al：Al元素本身是轻质元素，能够起到降低钢板密度的作用；Al元素能够固溶在钢板的铁素体相中，起到固溶强化的作用；Al元素能够抑制渗碳体的析出，使C元素能够富集在奥氏体相中，起到稳定奥氏体相的作用，从而提高钢板的塑性；Al元素能够扩大铁素体相的范围，在钢中形成一定数量的δ-铁素体相，使钢板在焊接过程中焊点区域形成δ-铁素体+马氏体的双相组织结构，提高焊点的韧性从而提高钢板的焊接性能。Al元素含量过低，会导致降低密度、提高强度、提高塑性和焊接性的效果不明显；Al元素含量过高，会在钢中形成FeAl等脆性相，降低钢板的成形性能和加工性能。因此，本专利技术中将Al含量控制在3.3％～4.9％。P：P元素在钢中一方面起到强化的作用，另一方面起到抑制渗碳体析出的作用。本专利技术中将P含量控制在0.04％～0.06％。S：S元素是钢中的有害元素，其含量越低越好。考虑到钢的生产成本，本专利技术将S元素含量控制在0.03％以下。Cr：Cr元素主要在钢中起到固溶强化和提高钢板淬透性的作用，Cr元素含量过高会导致成本过高和脆性增大，含量过低会失去强化的效果，因此，本专利技术将Cr元素含量确定为0.12％～0.51％。Mo：Mo元素的作用一方面是形成碳化物或氮化物，起到析出强化的作用，提高钢板的强度；另一方面是降低奥氏体向珠光体或贝氏体转变速度，提高钢板的强度。Mo含量过高会导致钢板的塑性下降，因此，本专利技术将V元素含量确定为0.02％～0.1％。B：B元素的作用主要是提高钢板淬透性和抑制P元素在晶界偏析的作用。因此，本专利技术将B元素含量确定为0.001％～0.005％。本专利技术中C、Mn、Al、Si元素需要符合下面的关系1.1≤(12C+1.1Mn)/(0.8Si+Al)≤1.5，这样才能保证钢板形成一定数量的δ-铁素体+α-铁素体+贝氏体+残余奥氏体+马氏体组织，具有良好的力学性能、成形性能、焊接性能、低密度等良好的效果。C、Mn、Al、Si元素需要符合下面的关系(12C+1.1Mn)/(0.8Si+Al)≥1.1，才能够在钢中形成31％～66％的贝氏体组织和11％～26％的奥氏体组织，从而保证钢板的强度和成形性能；C、Mn、Al、Si元素需要符合下面的关系(12C+1.1Mn)/(0.8Si+Al)≤1.5才能够保证钢板形成21％～41％的δ-铁素体和α-铁素体，从而保证钢板的低密度、高成形性能、低屈服强度、良好的焊接性能。一种980MPa级冷轧高强轻质钢的制备方法，包括：转炉冶炼、连铸、铸坯加热、热轧、酸洗、冷轧、淬火、连续退火工序。该制备工艺的具体步骤如下：采用转炉冶炼的方法进行冶炼，得到钢液的化学成分以质量百分比计为：C：0.23％～0.43％，Si：1.0％～1.7％，Mn：1.6％～2.6％，P：0.04％～0本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种980MPa级冷轧轻质高强钢，其特征在于，钢中化学成分按质量百分比计，包含：C：0.23％～0.43％，Si：1.0％～1.7％，Mn：1.6％～2.6％，P：0.04％～0.06％，S≤0.03％，Al：3.3％～4.9％，Cr：0.12％～0.51％，Mo：0.02％～0.1％，B：0.001％～0.005％，且钢中的C、Mn、Al、Si元素满足1.1≤(12C+1.1Mn)/(0.8Si+Al)≤1.5，余量为Fe和不可避免的杂质。/n
【技术特征摘要】
1.一种980MPa级冷轧轻质高强钢，其特征在于，钢中化学成分按质量百分比计，包含：C：0.23％～0.43％，Si：1.0％～1.7％，Mn：1.6％～2.6％，P：0.04％～0.06％，S≤0.03％，Al：3.3％～4.9％，Cr：0.12％～0.51％，Mo：0.02％～0.1％，B：0.001％～0.005％，且钢中的C、Mn、Al、Si元素满足1.1≤(12C+1.1Mn)/(0.8Si+Al)≤1.5，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种980MPa级冷轧轻质高强钢，其特征在于，按体积百分比计，钢板含有：δ-铁素体和α-铁素体之和为21％～41％，贝氏体：31％～66％，奥氏体：11％～26％，马氏体＜6％。
3.根据权利要求1或2所述的一种980MPa级冷轧轻质高强钢，其特征在于，钢板抗拉强度≥980MPa，延伸率≥25％，密度＜7.45g/cm3。
4.一种如权利要求1或2...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭金宇，刘仁东，孟静竹，张峰，王科强，徐荣杰，孙荣生，孙建伦，陈妍，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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