【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高强钢领域，特别涉及一种高表面高扩孔钢及其制造方法。
技术介绍
1、汽车在国民经济发展中占据非常重要的地位。乘用车中许多零部件尤其是底盘和车身的部分零件经常需要用到热轧酸洗产品。乘用车的轻量化不仅是汽车行业的发展趋势，而且还是法律法规的要求。法律法规中规定了油耗，实际上是变相地要求降低车身重量，反映到材料上的要求是高强减薄轻量化。高强减重是后续新车型的必然要求，这势必造成用钢级别更高，底盘结构上也必然带来变化：如零件更复杂，造成在材料性能、表面等要求上以及成型技术上进步，如液压成形、热冲压、激光焊接等，进而转化材料的高强、冲压、翻边、回弹以及疲劳等性能上。
2、国内高强度高扩孔钢的开发与国外相比不仅强度级别相对较低，而且性能稳定性也不好。如国内汽车零部件企业使用的高扩孔钢基本是抗拉强度600mpa以下的高强钢，540mpa以下级别的高扩孔钢竞争白热化。抗拉强度780mpa级别的高扩孔钢目前国内正在逐渐开始批量使用，但对延伸率和扩孔率两个成形过程中的重要指标也提出了较高要求，同时对性能稳定性的要求也愈加严格。乘用车企业为了降低工序成本，对材料的性能要求进一步提高。如在生产汽车底盘零件时，为了减少冲压工序，要求材料在高强高塑的同时，对扩孔率指标提出更高要求。如780mpa级高扩孔钢的扩孔率要求在目前保证能力≥50％的基础上进一步提高至≥80％以上。现有高扩孔钢特别是780mpa级高扩孔钢多采用热轧贝氏体+析出强化的思路，工艺路径为中温卷取，温度控制精度和组织均匀性欠佳，使得扩孔率等指标波动较大，在用户端易出
3、780mpa级酸洗高扩孔钢已有较多专利涉及，如：
4、中国专利cn103602895a公开了一种低碳nb-ti微合金化高扩孔钢，其成分设计特点为低碳高硅nb-ti微合金化，扩孔率保证值≥50％，高硅成分设计通常带来钢板表面红铁皮，再加上形成贝氏体所需要的卷取温度区间在500℃左右，钢卷全长温度控制难度大，易造成全长性能波动大。
5、中国专利cn105821301a公开了一种800mpa级热轧高强度高扩孔钢，其成分设计特点也是低碳高硅nb-ti微合金化，其ti含量达到很高的程度，为0.15～0.18％，在实际生产过程中，此种成分设计思路不仅带钢表面有红铁皮等缺陷，而且高ti易形成粗大tin，对扩孔率稳定性不利。
6、中国专利cn108570604a公开了一种780mpa级热轧酸洗高扩孔钢，其成分设计特点为低碳高铝高铬，在工艺设计上采用了三段式冷却工艺。尽管其带钢表面无红铁皮，但高铝的设计容易在实际生产过程中造成浇铸水口堵塞，且工艺过程复杂，三段式冷却工艺控制难度大，扩孔率不高。
7、中国专利cn114107792a公开了一种780mpa级热轧酸洗高扩孔钢，其成分特点为低碳高钛并添加适量的钼元素。由于含钼钢的相变过程较为缓慢，相变过程主要发生在卷取之后。因此，实际生产过程中存在钢卷内外圈强度偏低等问题。
8、上述专利均存在红铁皮、炼钢困难以及带钢全长温度均匀性控制难度大以及性能均匀性不佳等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高表面高扩孔钢及其制造方法，该高扩孔钢具有高强度、高塑性和高扩孔率良好匹配，其屈服强度500-800mpa，抗拉强度590-980mpa，延伸率a5014-18％，且表面质量良好，可应用在乘用车底盘零件如控制臂以及副车架等需要高强减薄的部位。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、为满足用户对更高表面质量、更好的性能稳定性、更优的强度、塑性和扩孔性匹配等需求，需要对传统高扩孔钢作出颠覆性的改变。
4、众所周知，在通常情况下，材料的延伸率与扩孔率呈反比关系，即延伸率越高，扩孔率越低；反之，延伸率越低，扩孔率越高。在相同或相似的强化机制下，材料的强度越高，扩孔率越低。为了获得具有良好的塑性和扩孔翻边性能的钢材，需要更好地平衡两者之间的关系。另一方面，为获得强度、塑性和扩孔性的良好匹配，较多硅元素的加入似乎是高强高塑高扩孔钢不可或缺的，但是高硅的成分设计带来较差的钢板表面，即在热轧环节形成的红铁皮缺陷在后面的酸洗工序很难清除彻底，使得酸洗高强钢的表面出现条纹状红铁皮，严重影响表面质量。
5、本专利技术在成分设计上采用低碳高钒，不添加硅元素，在现有的热连轧产线上即可获得组织和性能均匀的贝氏体型析出强化高强钢，然后再经过酸洗工序，即可获得贝氏体型析出强化高扩孔钢。贝氏体中均匀细小弥散分布的纳米级碳化钒赋予钢板高强度和高塑性，同时具有优异的扩孔率。
6、具体的，本专利技术所述的高表面高扩孔钢，其成分重量百分比为：c 0.01～0.10％，si≤0.2％，mn 0.5～2.0％，p≤0.02％，s≤0.003％，al 0.01～0.08％，n≤0.004％，v0.10～0.50％，o≤0.003％，余量包含fe及其它不可避免的杂质；其中，
7、当v 0.10～0.20％时，高扩孔钢的抗拉强度590mpa级、扩孔率≥80％；
8、当v 0.20～0.35％时，高扩孔钢的抗拉强度780mpa级、扩孔率≥50％；
9、当v 0.35～0.50％时，高扩孔钢的抗拉强度980mpa级、扩孔率≥40％。
10、进一步，还包含mo≤0.5％，cu≤0.5％，ni≤0.5％，cr≤0.5％，nb≤0.1％，ti≤0.2％，b≤0.002％中的一种或一种以上成分。
11、在本专利技术所述高表面高扩孔钢的成分设计中：
12、碳，是钢中的基本元素，同时也是本专利技术中的重要元素之一。碳扩大奥氏体相区，稳定奥氏体。碳作为钢中的间隙原子，对提高钢的强度起着非常重要的作用，对钢的屈服强度和抗拉强度影响最大。在本专利技术中，由于在热轧阶段所要获得的组织为低碳贝氏体，为获得最终抗拉强度达不同强度级别的高扩孔钢，碳含量必须在0.01％以上；同时，碳含量也不能高于0.10％。碳含量太高，低温卷取时易形成低碳马氏体。因此，本专利技术将碳含量控制在0.01-0.10％，优选为0.03-0.07％。
13、硅，是钢中的基本元素。前已述及，为了满足用户提出的高强、高塑和高扩孔率的要求，通常在成分设计时添加较多的硅，但是高硅的成分设计带来的是钢板表面质量降低，有较多的红铁皮缺陷。在本专利技术中，为了保证获得良好的表面质量，在成分设计时应严格控制硅的含量。换言之，硅在本专利技术中属于杂质元素，考虑到实际炼钢时需要用到硅锰进行脱氧，完全避免硅的添加似乎是比较困难的。根据实际生产的大量统计数据显示，硅含量在0.2％以下时，热轧时可避免出现表面红铁皮缺陷，通常在0.10％以下可保证不出现红铁皮。因此，本专利技术钢中硅的含量控制在0.2％以内，优选为0.10％以内。
14、锰，也是钢中最基本的元素，同时也是本专利技术中最重要的元素之一。众所周知，mn是扩大奥氏体相区的重要元素，可以降低钢的临界淬火速度，稳定奥氏体，细化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高表面高扩孔钢，其成分重量百分比为：C 0.01～0.10％，Si≤0.2％，Mn 0.5～2.0％，P≤0.02％，S≤0.003％，Al 0.01～0.08％，N≤0.004％，V 0.10～0.50％，O≤0.003％，余量包含Fe及其它不可避免的杂质；其中，
2.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，还包含Mo≤0.5％，Cu≤0.5％，Ni≤0.5％，Cr≤0.5％，Nb≤0.1％，Ti≤0.2％，B≤0.002％中的一种或一种以上成分。
3.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，C 0.03～0.07％。
4.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，Si≤0.10％。
5.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，Mn 0.8～1.6％。
6.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，S≤0.0018％。
7.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，Al 0.02～0.05％。
8.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，N≤0.003
9.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，O≤0.002％。
10.如权利要求2所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，Mo 0.20～0.40％。
11.如权利要求2所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，Nb≤0.06％。
12.如权利要求2所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，Ti≤0.10％。
13.如权利要求2所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，Cu≤0.3％。
14.如权利要求2所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，Ni≤0.3％。
15.如权利要求2所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，Cr≤0.3％。
16.如权利要求2所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，B≤0.001％。
17.如权利要求1～16任何一项所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，所述钢的组织为贝氏体和贝氏体内纳米析出VC。
18.如权利要求1～17任一项所述的高表面高扩孔钢的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
19.如权利要求18所述的高表面高扩孔钢的制造方法，其特征是，步骤4)酸洗，带钢酸洗运行速度在30～120m/min，酸洗温度控制在75～85℃，拉矫率控制在≤3％，在35～50℃温度区间进行漂洗，并在120～140℃之间进行表面烘干、涂油，获得酸洗高扩孔钢。
...【技术特征摘要】
1.一种高表面高扩孔钢，其成分重量百分比为：c 0.01～0.10％，si≤0.2％，mn 0.5～2.0％，p≤0.02％，s≤0.003％，al 0.01～0.08％，n≤0.004％，v 0.10～0.50％，o≤0.003％，余量包含fe及其它不可避免的杂质；其中，
2.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，还包含mo≤0.5％，cu≤0.5％，ni≤0.5％，cr≤0.5％，nb≤0.1％，ti≤0.2％，b≤0.002％中的一种或一种以上成分。
3.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，c 0.03～0.07％。
4.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，si≤0.10％。
5.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，mn 0.8～1.6％。
6.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，s≤0.0018％。
7.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，al 0.02～0.05％。
8.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，n≤0.003％。
9.如权利要求1所述的高表面高扩孔钢，其特征在于，o≤0.002％。
【专利技术属性】
技术研发人员：王焕荣，张晨，杨阿娜，庞厚君，范佳杰，
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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