一种高强度冷轧微合金带钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度冷轧微合金带钢，其除了Fe和不可避免的杂质以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.055～0.099％，Si：0.35～0.65％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.0030％，0＜N≤0.006％，并且还满足Mn+Si≤2.0％；所述高强度冷轧微合金带钢不含有Ti。相应地，本发明专利技术还公开了上述高强度冷轧微合金带钢的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼和连铸；(2)热轧；(3)酸洗和冷轧；(4)连续退火：控制加热速度≤10s/℃，均热温度为770

【技术实现步骤摘要】
一种高强度冷轧微合金带钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种带钢及其制造方法，尤其涉及一种冷轧微合金带钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，为了达到车身减重又不降低安全性的目的，现有汽车工业对车身用钢的要求越来越高，其既要求高强度又要求兼具良好成形性能和焊接性能。冷轧高强度微合金钢(HSLA)是汽车用高强度钢板中开发较早的一类产品，其具有高强度、成形性好、可焊性好及容易制造等优点，该钢板在市场上的应用非常广泛，不仅用于制造汽车零件，也用于家电、机械等行业。
[0003]带钢在轧制时沿着纵向(带钢轧制方向)和横向(带钢宽度方向)以及厚度方向上的变形差异巨大，会出现纤维状或带状组织，所以显示出较明显的各向异性，即使保证退火工艺良好，结晶择优等因素的影响仍然会导致带钢的各向异性不能完全消除。带钢的各向异性在零件制造时会有很多不良影响，比如出现制耳、开裂以及零件精度不满足要求等，影响带钢的应用范围。由于冷轧带钢厚度很薄，在实际使用中，对零件的成形影响以钢板平面上的性能差异为主，也称为平面各向异性或面内各向异性，可以简称为面内异性。
[0004]在现有技术中，高强度冷轧微合金钢同样也存在着面内异性问题，而且随着强度提升，面内异性也会不同程度增加。目前，市面上很多屈服强度低于500MPa的冷轧微合金带钢的横纵向强度差已经有30
‑
50MPa；当屈服强度达到500MPa、550MPa或更高强度时，一些冷轧微合金带钢的横纵向强度差达到60MPa左右，有些情况下可以达到70
‑
80MPa或更高，这样的带钢在应用范围上就会受到限制。
[0005]基于此，针对现有技术中的不足和缺陷，本专利技术期望获得一种高强度冷轧微合金带钢，该高强度冷轧微合金带钢不仅具有面内各向异性低的特点，还兼具良好的成形性和焊接性能，其可以有效适用于制造汽车零件，具有良好的推广前景和应用价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种高强度冷轧微合金带钢，该高强度冷轧微合金带钢合金成本低廉且制造容易，其不仅具有面内各向异性低的特点，还兼具良好的成形性和焊接性能，其可广泛应用于制造汽车零件，具有十分良好的推广前景和应用价值。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种高强度冷轧微合金带钢，其含有Fe和不可避免的杂质，此外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
[0008]C：0.055～0.099％，Si：0.35～0.65％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.0030％，0＜N≤0.006％，并且还满足Mn+Si≤2.0％；所述高强度冷轧微合金带钢不含有Ti。
[0009]进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，其各化学元素质量百分含量为：
[0010]C：0.055～0.099％，Si：0.35～0.65％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.0030％，0＜N≤0.006％；余量为Fe和不可避免的杂质；并且还满足Mn+Si≤2.0％。
[0011]在本专利技术上述的技术方案中，本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢采用单一的微合金Nb进行析出强化和细晶强化，而不添加成本更低的微合金Ti。
[0012]这主要是由于轧硬态的带钢在回复和再结晶时，带钢组织会被细小弥散的碳化物特别是TiC所抑制，从而使亚结构的加工硬化被保留。这些亚结构的加工硬化有利于带钢强度提升，但是再结晶受到限制，很多晶粒会保持长条状，不利于降低横纵向强度差异；Ti元素也特别容易与N元素结合生产多角的大尺寸硬质颗粒TiN，对材料的性能特别是疲劳性能产生不良影响。
[0013]此外，Ti元素还容易和P、O、S等元素发生反应，造成强化效果损失和性能波动，相比于Ti，Nb合金化钢带钢的性能波动较小，更有利于生产顺行和性能稳定。
[0014]在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，各化学元素的设计原理具体如下所述：
[0015]C：在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，C是基本的强化元素，其价格低廉，C既可以通过固溶强化提升带钢的强度，也可以与Nb元素结合形成碳化物，通过细晶强化和析出强化机理来提升带钢的强度。但需要注意的是，C是易偏析元素，当钢中C元素含量过高时易产生中心偏析或导致渗碳体聚集形成带状组织，其不仅会增加带钢的面内各向异性，还会对带钢的塑性和焊接性不利。因此，在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，将C元素的质量百分含量控制在0.055～0.099％之间。
[0016]当然，在某些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以优选地将C的质量百分含量控制在0.055～0.085％之间。
[0017]Si：在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，Si是铁素体固溶强化元素，钢中添加适量的Si，不仅可以提高钢材的强度，还可以提升钢材的塑性。此外，Si还具有提高钢的纯净度及脱氧等优点。但需要注意的是，钢中Si元素含量不宜过高，钢中Si含量过高时不仅会降低带钢的焊接性，还会影响带钢表面质量及涂镀性能。因此，在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，将Si元素的质量百分含量控制在0.35～0.65％之间。
[0018]当然，在某些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以优选地控制Si元素的质量百分含量为0.35～0.6％。
[0019]Mn：在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，Mn是一种低成本的强固溶强化元素，其可以有效提高带钢的强度特别是抗拉强度，因此钢中需要添加一定量的Mn元素以满足带钢的强度要求。但需要注意的是，Mn的缺点是会发生偏析，其在热轧时容易被轧制成带状分布的Mn富集区，形成带状组织，且含量越高中心偏析和带状组织越严重，这会恶化带钢的面内各向异性，也会降低塑性、弯曲性能、扩孔性能以及焊接性能。因此，在本专利技术的所述的高强度冷轧微合金带钢中，将Mn元素的质量百分含量控制在1.21～1.49％之间。
[0020]此外，需要说明的是，在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，在控制单一化学元素质量百分含量的同时，还需要控制钢中Mn元素和Si元素的质量百分含量满足：Mn+Si≤2.0％。
[0021]Nb：在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，Nb是一种强碳、氮化物形成元素，
Nb是本专利技术中至关重要的强韧合金化元素，其具有很强的细化晶粒和较强的析出强化效果。但需要注意的是，钢中Nb元素含量不宜过高，Nb是贵重合金，若添加过多，一方面会增加成本，另一方面其强化作用减弱，也容易导致碳、氮化物偏聚，劣化钢的加工性能。因此，在本专利技术所述的高强度冷轧微合金带钢中，将Nb元素的质量百分含量控制在0.04～0.065％之间。
[0022]当然，在某些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以优选地将Nb的质量百分含量控制在0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度冷轧微合金带钢，其特征在于，其含有Fe和不可避免的杂质，此外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.055～0.099％，Si：0.35～0.65％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.0030％，0＜N≤0.006％，并且还满足Mn+Si≤2.0％；所述高强度冷轧微合金带钢不含有Ti。2.如权利要求1所述的高强度冷轧微合金带钢，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：C：0.055～0.099％，Si：0.35～0.65％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.0030％，0＜N≤0.006％；余量为Fe和不可避免的杂质；并且还满足Mn+Si≤2.0％。3.如权利要求1或2所述的高强度冷轧微合金带钢，其特征在于，各化学元素质量百分含量满足下述各项的至少其中之一：C：0.055～0.085％，Si：0.35～0.6％，Nb：0.04～0.06％，Al：0.02～0.05％，Ca：0.001～0.005％，B：0.001～0.003％。4.如权利要求1或2所述的高强度冷轧微合金带钢，其特征在于，在不可避免的杂质中，P≤0.015％，并且/或者S≤0.005％。5.如权利要求1或2所述的高强度冷轧微合金带钢，其特征在于，其微观组织为铁素体+渗碳体和/或珠光体，其中珠光体和渗碳体的体积百分比低于10％。6.如权利要求5所述的高强度冷轧微合金带钢，其特征在于，80％以上铁素体的晶粒尺寸小于10um，铁素体的平均晶粒尺寸为5
‑
8um，其中等轴晶比例大于70％。7.如权利要求5所述的高强度冷轧微合金带钢，其特征在于，其中90％以上的渗碳体的颗粒直径≤4um；铁素体基体上弥散分布有纳米级的细小析出物，其中85％以上的析出物直径≤25nm。8.如权利要求1或2所述的高强度冷轧微合金带钢，其特征在于，其屈服强度为500
‑
670MPa，抗拉强度为590
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭飞，毕文珍，钟勇，吴张炜，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：