低成本高成形性汽车结构用钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种低成本高成形性汽车结构用钢及其制备方法，按重量百分比计包括以下成分：C：0.05～0.10％、Si：0.15～0.30％、Mn：1.00～1.20％、P≤0.020％、S≤0.010％、Als：0.015～0.055％，余量为Fe及不可避免的杂质；制备方法包括：具有上述成分的板坯进行加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取后，得到低成本高成形性汽车结构用钢。本发明专利技术合金成本低、控轧控冷工艺简单，采用本发明专利技术的成分及其制备方法制备的汽车结构用钢的屈服强度≥305MPa，抗拉强度≥440MPa，断后伸长率≥34％，屈强比≤0.75，实现了优良的强度和塑性匹配，具备优良的成形性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
低成本高成形性汽车结构用钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及热连轧板带
，具体而言汽车结构用钢，尤其涉及一种低成本高成形性汽车结构用钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着国民经济的日益发展，汽车行业已发展成为我国的支柱产业，汽车用钢的用量逐年增加，而，随着人类对环境和资源的重视，节能、环保、安全、低成本成为了汽车制造业的新目标，同事，汽车结构件通常由钢板经过复杂的成形加工得到，因此，对于低成本高成形性汽车结构用钢的研发尤为重要。
[0003]公布号为105369134A的中国专利公开了400MPa级免酸洗汽车结构热轧钢板及其生产方法，由以下重量百分比计的组分组成：C 0.05～0.10％、Si 0.05～0.15％、Mn 0.7～1.00％、N 0.002～0.006％、P≤0.025％、S≤0.015％、Al 0.02～0.06％，余量为Fe及不可避免的杂质。该专利所述汽车结构用钢的屈服强度≥255MPa，抗拉强度≥400MPa，强度较低，且对温度、除磷、轧制速度等工艺参数都做了严格限定，工艺复杂、操作难度大。
[0004]公布号为107614762A的中国专利公开了一种340MPa级具有优良冷成型性能的热轧汽车结构钢板及制造方法，由以下重量百分比计的组分组成：C 0.03～0.06％、Mn 0.4～0.6％、Nb 0.008～0.020％、Ti 0.008～0.020％、Si＜0.10％、S≤0.005％、P≤0.025％、N≤40ppm、Als 0.025～0.050％，余量为Fe及不可避免的杂质。该专利所述汽车结构用钢添加了Nb、Ti元素，增加了合金成本；采用短流程产线生产，成品厚度为1.0～3.0mm，与本专利技术专利所述产品不同；伸长率≥21％，低于本专利技术专利所述产品。
[0005]公布号为112609125B的中国专利公开了一种380MPa级汽车结构用钢及其生产方法，由以下重量百分比计的组分组成：C 0.050～0.070％、Si 0.02～0.10％、Mn 0.70～1.05％、Al 0.020～0.040％、Nb 0.015～0.025％、V 0.010～0.025％、Cr 0.10～0.25％、Cu 0.32～0.52％、Sb 0.044～0.064％、Bi 0.011～0.044、P≤0.015％、S≤0.006％，余量为Fe及不可避免的杂质。该专利所述汽车结构用钢添加了Nb、V、Cr、Cu、Sb、Bi元素，合金成分复杂，显著增加了合金成本；通过层流冷却工艺控制，得到的最终金相组织为铁素体+珠光体+贝氏体。

技术实现思路

[0006]根据上述技术问题，而提供一种低成本高成形性汽车结构用钢及其制备方法。
[0007]本专利技术采用的技术手段如下：
[0008]一种低成本高成形性汽车结构用钢，按重量百分比计包括以下成分：C：0.05～0.10％、Si：0.15～0.30％、Mn：1.00～1.20％、P≤0.020％、S≤0.010％、Als：0.015～0.055％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0009]进一步地，所述低成本高成形性汽车结构用钢的屈服强度≥305MPa，抗拉强度≥440MPa，断后伸长率≥34％，屈强比≤0.75。
[0010]进一步地，所述低成本高成形性汽车结构用钢的厚度为1.5～6.0mm。
[0011]进一步地，所述低成本高成形性汽车结构用钢的金相组织为铁素体+珠光体；其体积分数为铁素体85～90％，珠光体10～15％。
[0012]本专利技术中各元素及主要工序的作用及机理：
[0013]碳：碳是钢中有效的强化元素，可以溶入基体中起到固溶强化的作用，但是过高的碳含量会在钢中形成较多粗大脆性的碳化物颗粒，对塑性和韧性不利，碳含量过高还容易在钢板中心形成偏析带，对弯曲性能、成形性能等不利，同时过高的碳含量会增加焊接碳当量和焊接裂纹敏感指数，不利于焊接加工；因此本专利技术中C的取值范围设定为0.05～0.10％。
[0014]硅：硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，但含量过高会降低钢的塑性和韧性，使轧制时除鳞困难，还会导致焊接性能下降。因此本专利技术中Si的取值范围设定为0.15～0.30％。
[0015]锰：锰具有较强的固溶强化作用，能显著降低钢的相变温度，细化钢的显微组织，是重要的强韧化元素，但Mn含量过多时连铸过程容易产生铸坯裂纹，同时可能造成钢板心部成分偏析，还会降低钢的焊接性能；因此本专利技术中Mn的取值范围设定为1.00～1.20％。
[0016]磷和硫：磷和硫元素会对钢板组织性能产生不利影响，P含量过高会显著降低钢的塑性及低温韧性，S会形成硫化物夹杂使钢的性能恶化；因此本专利技术中P和S的取值范围设定为P≤0.020％，S≤0.010％。
[0017]铝：铝加入钢中起脱氧的作用，可改善钢质，但是Al含量过高，其氮氧化物容易在奥氏体晶界析出导致铸坯裂纹产生；因此本专利技术中Als的取值范围设定为0.015～0.055％。
[0018]本专利技术还公开了一种低成本高成形性汽车结构用钢的制备方法，包括如下步骤：将具有上述成分的板坯进行加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取后，得到低成本高成形性汽车结构用钢。
[0019]进一步具体到加热步骤中，将板坯在蓄热式加热炉中进行加热，对板坯进行加热是为了对铸态组织和成分偏析起到均匀化作用，同时使合金元素固溶，但加热温度过高、加热时间过长会出现烧损、过热、过烧等问题。因此本专利技术中在加热步骤中设定加热温度为1200～1240℃，加热时间为170～400min。
[0020]进一步具体到粗轧步骤中，粗轧需要达到足够的变形量以保证奥氏体再结晶，细化奥氏体晶粒，防止出现混晶组织；若中间坯厚度太大，粗轧变形量可能不足，且精轧轧制负荷增大，若中间坯厚度太小，则精轧变形量可能不足。因此本专利技术中设定粗轧步骤中经过6道次粗轧，每道次变形量≥18％，中间坯厚度为40～44mm。
[0021]进一步具体到精轧步骤中，精轧后三机架基本处于奥氏体未再结晶区轧制，采用大的变形率，可将已经过在再结晶区轧制、有了一定程度细化的奥氏体晶粒压扁和拉长，增加单位体积中奥氏体的晶界面积，同时在晶内还会产生大量的变形带和高密度位错，从而提高铁素体形核率，使相变后得到细小的组织；若精轧开轧温度太高，则精轧过程在奥氏体未再结晶区的变形量不足，不利于组织细化；若终轧温度太低，则与开轧温度相差太大，使精轧过程冷速过快，且存在精轧后几机架在两相区轧制的风险，产品综合性能差；若终轧温度太高，则未再结晶区变形量不足，不利于最终组织细化。因此本专利技术中设定精轧步骤中经过7道次精轧，后三机架压下率分别为≥17％、≥13％和≥10％，精轧开轧温度≤1050℃，终
轧温度850～890℃。
[0022]具体到层流冷却步骤中，采用前段冷却模式可实现较大的过冷度从而使最终组织细化，且采用较大的冷却速度可对心部带状组织起到一定的改善效果，因此本专利技术采用前段冷却模式，冷却速度为60本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本高成形性汽车结构用钢，其特征在于，按重量百分比计包括以下成分：C：0.05～0.10％、Si：0.15～0.30％、Mn：1.00～1.20％、P≤0.020％、S≤0.010％、Als：0.015～0.055％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种低成本高成形性汽车结构用钢，其特征在于，所述低成本高成形性汽车结构用钢的屈服强度≥305MPa，抗拉强度≥440MPa，断后伸长率≥34％，屈强比≤0.75。3.根据权利要求1所述的一种低成本高成形性汽车结构用钢，其特征在于，所述低成本高成形性汽车结构用钢的厚度为1.5～6.0mm。4.根据权利要求1所述的一种低成本高成形性汽车结构用钢，其特征在于，所述低成本高成形性汽车结构用钢的金相组织为铁素体+珠光体；其体积分数为铁素体85～90％，珠光体10～15％。5.一种低成本高成形性汽车结构用钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将具有权利要求1～4任一权利要求所述成分的板坯进行加热、...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔凯禹，熊雪刚，李正荣，汪创伟，胡云凤，陈述，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：