基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢及制备方法，属于汽车用钢及制备领域。所述制备方法包括热轧精轧阶段热处理工艺的调整以获得含体积分数≥90％马氏体组织的薄规格带材，再进行临界区连续退火调控，将带材以5～50℃/s加热至680℃～720℃，再以0.5～7℃/s加热至800～850℃，等温80～150秒，之后以5℃/s缓冷至680℃～720℃，然后以大于30℃/s快冷至240～320℃保温10～60秒，再以10℃/s加热至370～450℃保温120～180秒，最终以10℃/s降到室温，得到含有马氏体、铁素体和残余奥氏体混合组织的薄规格高强高塑QP钢。本发明专利技术所制备的规格高强高塑QP钢提高了性能，且制备过程简约高效，降低了能耗和碳排放。降低了能耗和碳排放。降低了能耗和碳排放。

【技术实现步骤摘要】
基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢及制备方法


[0001]本专利技术属于汽车用钢及制备领域，具体涉及一种基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢及制备方法。

技术介绍

[0002]随着国家对环境、能源和气候问题的不断重视，汽车行业正向着节能减排、高安全性、低成本的方向发展，而汽车车身的主要材料是钢材，生产一辆汽车所消耗的钢铁材料约占汽车材料总用量的72
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88％，因此需要不断优化汽车用钢的品质和性价比。先进高强钢(Advanced high
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strength steels，AHSS)中淬火配分钢(Quenching
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partitioning steel,QP钢)是第三代先进高强汽车用钢的代表，是未来汽车车身发展的主要趋势。QP钢充分发挥马氏体的高强和奥氏体的超塑性质，以相变强化为主、结合细晶强化和沉淀强化为辅，形成硬相和软相共存的复合显微组织，使具有较低合金含量且成分以廉价合金元素为主的材料具有介于第一和第二代先进高强度钢的综合力学性能。传统QP钢的生产受热轧板最小厚度极限的影响，需要冷轧工序进一步减薄，热处理前的组织为冷变形后的铁素体+珠光体，以QP980为例，成品板的塑性通常不超过25％，严重限制了其在高成形性要求零件上的应用。如何进一步提高QP钢的强塑性，是QP钢研发的重点。
[0003]薄板坯连铸连轧流程相较于传统热连轧工艺有工艺紧凑、设备减少、生产线缩短、连铸后仅需局部补热等特点，使其制造过程能耗和综合成本明显降低。同时薄板坯连铸连轧流程由于具有较高的温度均匀性，在汽车高强钢的生产上具有一定优势，特别是在薄规格热轧带钢生产上优势明显。采用薄板坯连铸连轧流程可直接生产薄规格QP钢，省去了后续冷轧，既缩短了流程又节约了能源，符合钢铁行业未来发展的趋势。也正因无需后续冷轧，就不必将热轧组织调控为较软的铁素体+珠光体组织，从而可以充分发挥薄板坯连铸连轧流程热轧产线组织调控能力，以进一步提高QP钢强塑性。
[0004]现有技术中，授权号为CN111321281A的中国专利公开了一种通过微观组织调控实现I&QP钢增强增塑的方法，生产初始组织为贝氏体的I&QP钢，所生产的板坯抗拉强度超过1000MPa，总延伸率超过26％，但是，上述方法仅适用于部分QP钢的生产，对于初始组织为其他成分的钢则无法达到相应的效果；授权号为CN107475627、CN107488814和CN107557692的中国专利分别公开了基于薄板坯连铸连轧流程生产热轧600MPa级、800MPa级、1000MPa级TRIP钢的方法，通过调控化学成分和流程工艺获得最佳的力学性能，但对钢材的高强高塑性提高程度有限。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本专利技术旨在提供一种基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢及制备方法，
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：
[0007]本专利技术实施例提供了一种基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢及制备方
法，钢中初始组织为马氏体，通过调整热处理过程中的升温速度，依托薄板坯连铸连轧流程生产薄规格高强高塑QP钢，以达到增强增塑的效果。相关研究已表明，不同初始组织对TRIP钢的力学性能有较大影响，本专利技术以马氏体为初始组织，基于马氏体组织热轧板，通过薄板坯连铸连轧流程轧制得到厚度为0.8～1.8mm的薄规格带材，并经相应热处理，获得高强高塑QP钢，强塑积最高可达34GPa
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％。
[0008]所述基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢，按重量百分比的化学成分为：C：0.15～0.3％，Si：1.5～2.5％，Mn：1.5
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2.75％，P≤0.008％，S≤0.008，N≤0.006％，O≤0.005％，Al：0.03～0.05％，其余为铁和不可避免的杂质；且板坯经薄板坯连铸连轧的热轧工艺调控得到初始组织为马氏体组织的热轧板，再经临界区连续退火调控得到具有马氏体、铁素体和残余奥氏体三相混合组织的薄规格高强高塑QP钢，其中残余奥氏体呈薄膜状。
[0009]其中，所述薄板坯连铸连轧的热轧工艺，板坯在进精轧机组前控制温度在1100℃～1150℃，控制终轧温度在860℃～880℃，精轧机组轧制后通过层流冷却工艺，以≥30℃/s的冷速冷至230℃以下进行卷取，得到马氏体组织热轧板。通过薄板坯连铸连轧流程，在热轧机组上直接轧制得到厚度为0.8～1.8mm的薄规格带材，且带材中板条马氏体组织的体积分数≥90％。
[0010]所述临界区连续退火调控，采用两步法进行热处理，其中淬火温度240～320℃，配分温度370～450℃。加热阶段采用两段式加热，第一段加热不发生奥氏体相变，第二段加热处在奥氏体相变区间以获得奥氏体，并在此区间严格控制升温速率使奥氏体形貌呈薄膜状。具体热处理制度如下：将所述薄规格带材以5～50℃/s的速率加热至680℃～720℃，再以0.5～7℃/s的速率加热至800～850℃，等温80～150秒，之后以5℃/s的速率缓冷至680℃～720℃，然后以大于30℃/s快冷至240～320℃保温10～60秒，再以10℃/s的速率加热至370～450℃保温120～180秒，最终以10℃/s的速率降到室温，得到含有马氏体、铁素体和残余奥氏体三相混合组织的薄规格高强高塑QP钢。其中，铁素体含量由两相区保温温度和时间控制，体积分数为47～55％；马氏体含量由淬火温度控制，体积分数为31～38％；残余奥氏体由淬火温度、配分温度及其相应时间控制，体积分数为13～19％。
[0011]通过三相的混合以及体积分数的配比，所得到的薄规格高强高塑QP钢，抗拉强度大于986MPa，总延伸率为30.2％～34.6％，强塑积为31.2～34.1GPa
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％。相较于常规热轧+冷轧生产热轧初始组织为铁素体+珠光体的QP钢，强塑积提高40％以上。
[0012]由以上技术方案可以看出，本专利技术实施例所提供的基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢及制备方法，所述制备方法包括热轧精轧阶段热处理工艺的调整以获得体积分数≥90％的马氏体组织，再进行两步法临界区连续退火调控，加热阶段采用两段式加热，将所述薄规格带材以5～50℃/s的速率加热至680℃～720℃，再以0.5～7℃/s的速率加热至800～850℃，等温80～150秒，之后以5℃/s的速率缓冷至680℃～720℃，然后以大于30℃/s快冷至240～320℃保温10～60秒，再以10℃/s的速率加热至370～450℃保温120～180秒，最终以10℃/s的速率降到室温，得到含有马氏体、铁素体和残余奥氏体三相混合组织的薄规格高强高塑QP钢；所制备的薄规格高强高塑QP钢，抗拉强度大于986MPa，总延伸率为30.2％～34.6％，强塑积为31.2～34.1GPa
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％，相较于常规热轧+冷轧生产热轧初始组织为铁素体+珠光体的QP钢，强塑积提高40％；且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢，其特征在于，按重量百分比的化学成分为：C：0.15～0.3％，Si：1.5～2.5％，Mn：1.5
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2.75％，P≤0.008％，S≤0.008，N≤0.006％，O≤0.005％，Al：0.03～0.05％，其余为铁和不可避免的杂质；且，板坯经薄板坯连铸连轧的热轧工艺调控后，初始组织为马氏体组织；再经临界区连续退火调控后，退火组织为马氏体、铁素体和残余奥氏体三相混合组织，其中残余奥氏体呈薄膜状。2.根据权利要求1所述的基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢，其特征在于，所述三相混合组织中，铁素体体积分数为47～55％，马氏体体积分数为31～38％，残余奥氏体体积分数为13～19％。3.根据权利要求1所述的基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢，其特征在于，薄规格高强高塑QP钢厚度为0.8～1.8mm。4.根据权利要求1所述的基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢，其特征在于，所述薄规格高强高塑QP钢，抗拉强度大于986MPa，总延伸率为30.2％～34.6％，强塑积为31.2～34.1GPa
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％。5.一种制备如权利要求1～4任一项所述的基于薄板坯连铸连轧的薄规格高强高塑QP钢的制备方法，其特征在于，包括：基于薄板坯连铸连轧对板坯进行热轧，在进精轧机...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪水泽，王胜伟，毛新平，杨明岳，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：