本发明专利技术公开了一种高强塑积冷轧QP钢，其除了Fe及不可避免的杂质元素以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.02～0.28％，Si：0.09～2.2％，Mn：0.31～2.6％，Al：0.01～0.1％，Cu：0.001～0.1％；Ni≤0.1％，Cr≤0.4％，Mo≤0.1％，V≤0.03％，N≤0.01％，Nb≤0.08％，Ti≤0.08％中的至少其中之一。此外，本发明专利技术还公开了上述高强塑积冷轧QP钢的制造方法，其步骤包括：(1)冶炼和铸造；(2)热轧；(3)冷轧；(4)退火，其中退火工艺包括：将带钢或钢板以50～300℃/s的加热速率由室温加热至860～950℃，停留0～100s；然后将带钢或钢板以50～100℃/s的冷却速度冷却至260～320℃；再次将带钢或钢板以10～30℃/s的速度加热到390～430℃并在此温度区间停留90～200s。430℃并在此温度区间停留90～200s。430℃并在此温度区间停留90～200s。
【技术实现步骤摘要】
一种高强塑积冷轧QP钢及其退火工艺和制造方法
[0001]本专利技术涉及一种金属材料及其制造方法，尤其涉及一种钢材及其制造方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着市场和用户对汽车安全性能和车辆轻量化的要求越来越高，众多汽车厂商为了提高车型竞争力，均针对提高汽车冲撞安全性以及轻量化方向进行了大量的研究。其中，利用相变诱导塑性(TRIP)效应而强化的980MPa以上的高强钢逐渐被用于汽车车身结构件。
[0003]这类钢通过组织中的残余奥氏体在塑性变形下诱发马氏体相变，引入相变强化和塑性增长，实现了高强度和高塑性较好的统一，解决了强度和塑性的矛盾。这类高强钢大多是多相组织，包括铁素体，马氏体，残余奥氏体等。其中淬火配分钢(QP钢)是一种非常有应用前景并且已经商业化的钢。
[0004]公开号为CN103805838B，公开日为2017年2月8日，名称为“一种高成形性超高强度冷轧钢板及其制造方法”的中国专利文献，公开了一种抗拉强度为980～1150Mpa的冷轧QP钢板及其制造方法。该专利文献的钢板生产工艺采用常规热处理工艺，且其加热速率低于10K/s。
[0005]公开号为CN109943769A，公开日为2019年6月28日，名称为“780MPa级别低碳低合金TRIP钢及其快速热处理方法”的中国专利文献，公开了一种780MPa级别低碳低合金TRIP钢及其快速热处理方法。该专利文献通过快速热处理工艺生产780MPa级冷轧TRIP钢。
[0006]以上专利文献均采用传统热处理工艺生产980MPa的传统QP钢，或者低强度级别的TRIP钢。这是因为传统热处理产线采用慢速加热和相对较长时间均热，冷轧带钢组织得以充分回复和再结晶，并且得到成分和组织结构均匀化的高温组织，在冷却过程中形成均匀的最终组织从而得到合格的性能。
[0007]传统观念认为均匀化的高温组织往往对于材料的最终性能有利，但是对于成分不均匀的高温组织反而可能在冷却过程中得到性能更加优良的组织，上诉专利均没有进行研究。近十几年来，由于横向磁通感应加热技术的发展，带钢快速加热得以实现。相比于传统连续退火或者罩式退火设备，该技术可将带钢在几秒内加热到目标温度区域，大幅提高退火工艺的效率。快速热处理技术可以得到成分不均匀的高温组织，而QP钢的最终组织和性能与高温奥氏体组织密切相关，两者的结合为开发高强快速热处理QP钢提供了可能。
[0008]基于此，本专利技术期望获得一种高强塑积冷轧QP钢及其热处理工艺和制造方法，相比于传统热处理工艺制备的QP钢，采用该快速热处理工艺制备的QP钢不仅强度和塑性能获得明显提高，而且退火时间明显缩短，大幅度提高生产效率和降低能耗。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的之一在于提供一种高强塑积冷轧QP钢，本专利技术通过合理的化学成分设计，能够获得强度和塑性性能十分优异的高强塑积冷轧QP钢。该高强塑积冷轧QP钢综合
力学性能十分优异，其屈服强度为750～1100MPa，抗拉强度为1000～1400MPa，延伸率为17～22％，强塑积为21～30GPa％，其适用性十分广泛，具有良好的推广前景和应用价值。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种高强塑积冷轧QP钢，其除了Fe及不可避免的杂质元素以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
[0011]C：0.02～0.28％，Si：0.09～2.2％，Mn：0.31～2.6％，Al：0.01～0.1％，Cu：0.001～0.1％；以及Ni≤0.1％，Cr≤0.4％，Mo≤0.1％，V≤0.03％，N≤0.01％，Nb≤0.08％，Ti≤0.08％中的至少其中之一。
[0012]进一步地，在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，其各化学元素质量百分含量为：
[0013]C：0.02～0.28％，Si：0.09～2.2％，Mn：0.31～2.6％，Al：0.01～0.1％，Cu：0.001～0.1％；Ni≤0.1％，Cr≤0.4％，Mo≤0.1％，V≤0.03％，N≤0.01％，Nb≤0.08％，Ti≤0.08％中的至少其中之一；余量为Fe和其他不可避免的杂质。
[0014]在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，各化学元素的设计原理如下所述：
[0015]C：在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，C是钢中最基本的强化元素，同时也是奥氏体稳定元素，较高的C含量有利于提高残余奥氏体的量和稳定性，从而提高材料的力学性能。但是需要注意的是，当钢中C含量过高时，会降低钢材的焊接性能，因此在保证钢材强度的基础上，需要严格控制钢中的C元素含量。基于此，在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，将C元素的质量百分比控制在0.02～0.28％之间。
[0016]当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更好的实施效果，C元素的质量百分比可以控制在0.16～0.24％之间。
[0017]Si：在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，Si在碳化物中的溶解度极小，其能有效抑制或者延迟碳化物的生成，有利于在配分过程中形成富碳奥氏体，提高残余奥氏体的稳定性。较高的Si含量有利于获得较多的残余奥氏体，但过高的Si含量会降低材料的高温塑性，增加炼钢、连铸和热轧过程的缺陷发生率。基于此，在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，将Si元素的质量百分比控制在0.09～2.2％之间。
[0018]当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更好的实施效果，Si元素的质量百分比可以控制在1.4～2.0％之间。
[0019]Mn：在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，Mn是奥氏体稳定元素。Mn元素能够降低Ms点，使残余奥氏体的含量增加，提高残余奥氏体的稳定性。同时，Mn元素在钢中还可以起固溶强化作用。但需要注意的是，钢中Mn元素含量不宜过高，钢中Mn元素含量过高时，会导致钢材的淬透性过高，不利于材料组织的控制。因此，在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，将Mn元素的质量百分比控制在0.31～2.6％之间。
[0020]当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更好的实施效果，Mn元素的质量百分比可以控制在1.5～2.5％之间。
[0021]Al：在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，Al是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的Al元素，可以起到细化晶粒，改善材料韧性，减小时效敏感性的作用；当钢中加入大量的Al时，其虽然可以起到一定的固溶强化作用，但钢材的塑性和韧性均会显著下降，冷加工工艺性能变坏。基于此，在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，将Al元素的质量百分比控制在0.01～0.1％之间。
[0022]Cu：在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，Cu元素能提高钢中奥氏体的稳定性，从
而提高可淬性和淬透性。此外，Cu还具有强化铁素体的作用。但是铜含量较高时将导致热脆性，从而使热轧困难。基于此，在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，将Cu元素的质量百分比控制在0.001～0.1％之间。
[0023]Ni：在本专利技术所述的高强塑积冷轧QP钢中，Ni元素能提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高强塑积冷轧QP钢，其特征在于，其除了Fe及不可避免的杂质元素以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.02～0.28％，Si：0.09～2.2％，Mn：0.31～2.6％，Al：0.01～0.1％，Cu：0.001～0.1％；Ni≤0.1％，Cr≤0.4％，Mo≤0.1％，V≤0.03％，N≤0.01％，Nb≤0.08％，Ti≤0.08％中的至少其中之一。2.如权利要求1所述的高强塑积冷轧QP钢，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：C：0.02～0.28％，Si：0.09～2.2％，Mn：0.31～2.6％，Al：0.01～0.1％，Cu：0.001～0.1％；Ni≤0.1％，Cr≤0.4％，Mo≤0.1％，V≤0.03％，N≤0.01％，Nb≤0.08％，Ti≤0.08％中的至少其中之一；余量为Fe和不可避免的杂质。3.如权利要求1或2所述的高强塑积冷轧QP钢，其特征在于，其还含有Ce、Hf、La、Re、Sc和Y中的至少一种，并且其总的质量百分含量≤1％。4.如权利要求1或2所述的高强塑积冷轧QP钢，其特征在于，其各化学元素质量百分含量还满足下列各项的至少其中之一：C：0.16～0.24％；Si：1.4～2.0％；Mn：1.5～2.5％。5.如权利要求1或2所述的高强塑积冷轧QP钢，其特征在于，在不可避免的杂质中：P≤0.02％并且/或者S≤0.019％。6.如权利要求1或2所述的高强塑积冷轧QP钢，其特征在于，其微观组织为铁素体+板条马氏体+碳分布不均匀的残余奥氏体+无碳贝氏体。7.如权利要求6所述的高强塑积冷轧QP钢，其特征在于，铁素体的相比例为10％～40％，板条马氏体的相比例为50％～75％，残余奥氏体的相比例为5％～15％，无碳贝氏体的相比例为2％～5％。8.如权利要求1或2所述的高强塑积冷轧QP钢，其特征在于，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆格，戴竞舸，孙伟华，范勇斐，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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