本发明专利技术涉及一种抗拉强度≥４９０ＭＰａ的热轧铁素体贝氏体双相钢及其制备工艺，该双相钢包含的组分及其重量百分比分别为：碳０．０５～０．１５％、硅０．５～１．０％、锰１．０～１．５％、磷≤０．０２％、硫≤０．０１０％、铝０．０３～０．０５％、氮≤０．００６０％、以及余量的Ｆｅ和杂质。该双相钢制备工艺为：对钢锭进行热轧处理后，再按分段冷却工艺进行处理，最后对钢材进行卷取。本发明专利技术双相钢抗拉强度高，扩孔性能和成型性能优良，成本低廉，同时，其制备工艺简单，无需添加贵重的合金元素，且可以通过工艺控制获得不同的强度级别。本发明专利技术可广泛主要应用于汽车车轮和悬挂件等复杂形状零件的成形。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高抗拉强度钢材及其制备工艺，特别涉及一种抗拉强度 体贝氏体双相钢的方法。
技术介绍
近年来，人们对环境保护问题日益重视，并对汽车等交通工具提出了更高的 节能减排要求。为达成此目的，通常采用的方法之一是尽可能的降低汽车等的 自重，同时还需保持其安全性性能，这就促进了多种高强度钢在汽车上的应用。例如，轿车底盘、车轮、及其周围部件在车体总重量中约占25%以上，其主要采 用热轧钢板(如具有延展性高、疲劳性能好等特点的铁素体马氏体热轧双相钢) 制备。然而，由于汽车行走部件形状复杂，成型时要求钢板具有良好的冲压性 能和较高的扩孔性能，而铁素体马氏体双相钢由于两相之间显微硬度差大，微 小空隙容易生产和传播，使扩孔性变差，不利于要求高扩孔性能的汽车行走等 零部件的成形。而过去常用于制备车轮的铁素体及珠光体热轧钢由于第二相是 珠光体从而限制了其整体强度的进一步提高。考虑到贝氏体转变温度介于珠光 体和马氏体之间，其同时具有高温转变产物的塑韧性和低温转变产物的强度， 且在铁素体及珠光体、铁素体及贝氏体和铁素体及马氏体三种两相组织中，铁 素体及贝氏体显微硬度差最小，其扩孔性能也最佳，如宝钢开发的热轧高扩孔 钢抗拉强度在590MPa以上，延伸率在18%-32%之间，同时扩孔率大于75%。因此热轧高扩孔率铁素体贝氏体双相钢由于其优异的性能有望在汽车上一些对凸 缘加工要求严格的车轮等部件上得到广泛应用。制备的细晶铁素体贝氏体双相钢，其机械性能较好，屈强比也较低，但是硅和 铝含量较高，从而增加了炼钢工艺的困难，且工艺要求也较高，特别是轧制后 的冷速要求控制在一定范围内，同时，制备成型的钢材组织中还会引入一定量 的马氏体，对钢的扩孔性能造成不利影响。专利公开号为CN1190997A的专利技术专利公开了 一种具有主要为多边形铁素体和富碳无珠光体第二相的双相钢，其实 现了钢材高强度，良好的表面质量以及冷变形性能的匹配，但是钢材中需添入 一定量微合金元素，这就增加了生产成本，且其中含量较高的铝元素还给炼钢工艺带来一定的困难。另外，专利/厶开号为US20050133124Al和US20080202645Al 的专利技术专利也提出了具有良好的强度、延伸率和扩孔性的复相钢，该等钢材微 观组织中包含3 ~ 30%的马氏体和/或残余奥氏体，其他为铁素体和贝氏体之一或 两者的组合，因马氏体的存在，使钢材的扩孔性能受到一定的不利影响。又及， 专利公开号为CN101353757A的专利技术专利公开了一种抗拉强度440MPa级热轧高 扩孔率钢板，其扩孔率非常高，但其钢材组织为全贝氏体组织，且其中加入了 较多的铌，因此屈强比高，冲压性能差。综上可以了解到，现有的各种双相钢材料均存在较多缺陷，因此，如何发 展出一种制备工艺简单，且具有良好机械性能，如高抗拉强度、塑性良好、扩 孔率高的钢材已成为业界长期以来一直关注的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提出一种抗拉强度在490MPa以上，具有优良的扩孔 性能和成型性能，成本低廉，制备工艺筒单的热轧铁素体贝氏体双相钢，以克 月良现有技术中的不足。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案一种高抗拉强度热轧铁素体贝氏体双相钢，其包含的组分及其重量百分比 分别为碳0. 05 ~ 0. 15°/。、硅0. 5 ~ 1. 0%、锰1. 0 ~ 1. 5°/。、磷< 0. 02%、硫《0. 010%、 铝O. 03 - 0. 05°/。、氮《0.0060%、以及余量的Fe和杂质。进一步讲，该热轧铁素体贝氏体双相钢的抗拉强度> 490MPa。该热轧铁素体贝氏体双相钢包含的组分及其重量百分比分别为碳0. 07~ 0. 10%、珪0. 60 ~ 0. 90%、锰1. 40 ~ 1. 50%、磷《0. 011%、硫《0. 0050%、铝0. 035 ~ 0.040°/。、氮《0. 0050%、以及余量的Fe和杂质。本专利技术的另一目的在于提出一种制备如上所述高抗拉强度热轧铁素体贝氏 体双相钢的工艺，其流程简洁、易于操作，成本低，该方法为将待加工钢锭加热到1200 ~ 1250°C,并进行均热处理，而后对钢锭进行热 轧处理，轧制温度控制在820 115(TC,其后对经轧制的钢材按分段冷却工艺进 行处理，4吏钢材温度冷却至450-55(TC之间，最后对钢材进行巻取，该钢材的该 双相钢的抗拉强度> 49 OMPa。具体而言，所述均热处理工艺持续1-2小时。所述热轧处理的工艺条件为开轧温度为1100~1150°C,精轧开始温度 950 ~ 1000°C,终轧温度820 ~ 860°C。 所述分^:冷却工艺具体为(1)以大于20°C/s的冷却速度快冷至680°C ~ 720。C之间； (2 )空冷处理3 ~ 5s;(3)以大于20°C/s的冷却速度快冷至450 ~ 55(TC之间。 该方法具体包括如下步骤(1) 将待加工钢锭加热到1200 ~ 125(TC，并均热处理1 ~ 2小时；(2) 对加热处理后的钢锭进行轧制，并控制开轧温度为1100~1150°C,精 轧开始温度95 0 ~ 100G °C,终轧温度82 0 ~ 86 0 °C;(3) 对经轧制的钢材进行冷却处理，以大于20°C/s的冷却速度快冷至680 。C 72(TC之间，其后空冷处理3~5s,而后以大于20°C/s的冷却速度快冷至 450 ~ 550。C之间;4)对冷却后的钢材进行巻取，巻取温度450 - 550。C。针对现有技术中长久以来未能解决的技术问题，本案专利技术人经长期研究发 现，通过采用适当的控轧和分段冷却工艺，可基于常规C-Si-Mn钢获得多边形 铁素体和贝氏体的热轧铁素体贝氏体双相钢，使得该钢材在具有高强度的同时 具有一定的塑性和优良的扩孔率，同时具有低廉的生产成本，应用前景非常良 好。更具体的讲，考虑到常规C-Si-Mn钢材中各常规组分的作用，即碳钢中最有效的强化元素，碳含量太低则强度达不到要求，碳含量太高 对焊接性能和扩孔性能不利；硅在钢中起固溶强化作用，加速多边形铁素体形成，推迟珠光体生成， 有利于获得铁素体及贝氏体双相组织和扩孔率的提高，但太高会恶化钢板的表 面性能；锰固溶强化元素，并且可以推迟铁素体和珠光体的生成，太低钢的强度 不足，太高使塑性下降；磷钢中的杂质元素，含量应控制在较低水平；硫硫易形成以MnS为代表的夹杂物，易于产生中间偏析，对扩孔性能不 利，含量越低越好；本案专利技术人通过长期实践，从而基于常规C-Si-Mn成分的钢，而无需添加 铌、钒、钛等较贵重的微合金元素，并通过采用热轧方法，特别是基于分段冷却工艺，且控制钢材中各组分含量在一定范围内，从而生产出热轧铁素体贝氏体双相钢，该种双相钢的显微组织为多边形铁素体+贝氏体，其强度达到490MPa 以上，延伸率达到25%左右。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于该高抗拉强度热轧铁素体贝氏 体双相钢的抗拉强度在490MPa以上，具有优良的扩孔性能和成型性能，材料成 本低廉，同时，该高抗拉强度热轧铁素体贝氏体双相钢的制备工艺简单，无需 添加贵重的合金元素，易于操作，且可以通过工艺控制获得不同的强度级别。 本专利技术可广泛主要应用于汽车车轮和悬挂件等复杂形状零件的成形。附图说明本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高抗拉强度热轧铁素体贝氏体双相钢，其包含的组分及其重量百分比分别为：碳０．０５～０．１５％、硅０．５～１．０％、锰１．０～１．５％、磷≤０．０２％、硫≤０．０１０％、铝０．０３～０．０５％、氮≤０．００６０％、以及余量的Ｆｅ和杂质。
【技术特征摘要】
1.一种高抗拉强度热轧铁素体贝氏体双相钢，其包含的组分及其重量百分比分别为碳0.05～0.15％、硅0.5～1.0％、锰1.0～1.5％、磷≤0.02％、硫≤0.010％、铝0.03～0.05％、氮≤0.0060％、以及余量的Fe和杂质。2. 根据权利要求l所述的高抗拉强度热轧铁素体贝氏体双相钢，其特征在 于，该热轧铁素体贝氏体双相钢的抗拉强度》490MPa。3. 根据权利要求1所述的高抗拉强度热轧铁素体贝氏体双相钢，其特征在 于，该热轧铁素体贝氏体双相钢包含的组分及其重量百分比分别为石友O. 07~ 0. 10°/珪0. 60 ~ 0. 90%、锰1. 40 - 1. 50%、磷《0. 011%、硫< 0. 0050°/。、铝0. 035 ~ 0. 040°/。、氮《0. 0050%、以及余量的Fe和杂质。4. 如权利要求1所述的高抗拉强度热轧铁素体贝氏体双相钢的制备方法， 该热轧铁素体贝氏体双相钢包含的组分及其重量百分比分别为碳0. 05~ 0. 15%、硅0. 5 ~ 1. 0%、锰1. 0 ~ 1. 5%、磷《0. 02%、硫《0. 010%、铝0. 03 ~ 0, 05%、 氮《0. 0060°/。、以及余量的Fe和杂质，其特征在于，该方法为将待加工钢锭加热到1200 - 1250°C，并进行均热处理，而后对钢锭进行热 轧处理，轧制温度控制在820 - 115(TC,其后对经轧制的钢材按分段冷却工艺进 行处理，使钢材温度冷却至450-550。C之间，最后对钢材进行巻取...
【专利技术属性】
技术研发人员：季长恩，杨瑞青，纪云航，李化龙，李冉，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：32[]
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