一種高擴孔率低屈強比熱軋高強度鋼板及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種鋼板及其制造方法，尤其設及一種高強度鋼板及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，由于人類對于環境保護意識的日益增強，降低汽油耗及減少c〇2的排放已 經成為了一個全球共同的呼聲。為了達到運一目標，現有技術中采取了諸多措施，其中，車 輛減重是有效降低汽車能耗和C〇2排放量的手段。與此同時，在車輛減重的情況下，還要保 證汽車的安全性能。為了順應運一全球性的趨勢W及對汽車安全性能的重視，對于各種強 度級別高且加工性能良好的新型鋼鐵材料的需求應運而生。
[0003] 熱社鋼板主要應用于轎車底盤、車輪、懸掛及其周圍部件，其重量約占車體總重的 25% W上。由于鋼板強度的提高，由鋼板制成的零部件及其設備也面臨壓力的提升，因此， 企業希望能夠獲得一種屈服強度低而抗拉強度高的材料，從而解決現實生產中矛盾所在。 與此同時，用于運些設備上的諸多零部件具有比較復雜的外觀形狀，故而，還要求鋼板具有 良好的沖壓成形性。與此同時，較高的擴孔（翻邊）性能也是運些鋼板的一個非常重要的 指標性能。
[0004] 現有技術中的雙相鋼的微觀組織通常為鐵素體+馬氏體，它具有屈強比低、無屈 服平臺、加工硬化率高、烘烤硬化高、疲勞壽命長且焊接性能好等諸多優異性能。然而，現有 技術中的雙相鋼的低擴孔率成為了其致命的缺點。為了滿足鋼板在轎車底盤和轎車車輪上 的使用條件，一般采取兩種措施，一種是使用強度降低的鋼板SOOMPa)，W獲得較高的 擴孔性能；另一種則是在零件設計中減少翻邊量，W降低對鋼板擴孔性能的要求。 陽0化]公開號為TWI300443B的臺灣專利文獻公開了一種熱社鋼板及其制造方法。該 熱社鋼板中的各化學元素（wt. % )為：C:0.01-0. 08%，Si< 0.9%，Mn:0.5-1.6%, Al《1. 2%，化：0. 3-1. 2%。該熱社鋼板的制造方法分兩個階段冷卻，在第一冷卻階段先 W2-15°C/s的冷卻速度冷卻至730°C，冷卻時間為8-40S，在第二冷卻階段再W20-150°C/ S的冷卻速度冷卻到30(TCW下。該臺灣專利文獻所公開的熱社鋼板獲得的微觀組織為 70-90 %鐵素體+30-10 %馬氏體。
[0006] 此外，公開號為DE000010327383A，公開日為2005年2月10日，名稱為"一種熱社 雙相鋼板的制造方法"的德國專利文獻公開了一種鋼板及其制造方法。該鋼板的各化學元 素（wt. % )為：C:0. 01-0. 08%，Si《0. 9%，Mn:0. 5-1. 9%，Al《1. 2%，Cr:0. 3-1. 2%， 其余為化和不可避免的雜質。該鋼板的制造方法包括：在A3-50°C~A3-100°C的溫度下開 始終社，隨后W30-150°C/s冷卻速度冷卻到鐵素體區域，冷卻時間5秒，再W30-150°C/s 的冷卻速度冷卻至300°C。該德國專利文獻所公開的熱社雙相鋼板的微觀組織為馬氏體+ 鐵素體，且其未對擴孔率和屈強比提出性能要求。
[0007] 隨著汽車用鋼強度的不斷提高，并且汽車零件的設計很難過于簡單，鑒于此，企業 迫切需要一種鋼材料，既具有較低的屈強比、較高的加工硬化率，又具有較高的擴孔率，W 滿足汽車零部件的成形要求。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在于提供一種高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板。該鋼板的強度較 高，且兼具有較高的擴孔率和較低的屈強比。另外，本發明所述的鋼板冷加工性能良好，成 形性能優良且焊接性能佳。此外，本發明所述的鋼板能夠滿足復雜零部件的成形加工要求。
[0009] 為了實現上述目的，本發明提出了一種高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板，其微 觀組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體，該高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板的化學元素質量 百分含量為：
[0010] C:0. 02 ~0. 08% ;
[0011] Mn:1.0 ~2. 0%;
[0012] Al:0. 025 ~0. 060% ;
[0013] 余量為化和其他不可避免的雜質。
[0014] 本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板中的各化學元素的設計原理 為：
[0015] 碳：C用于形成足夠的碳化物W在鋼板中形成強化相，從而保證鋼的強度級別。然 而，C含量太低，鋼板的強度達不到要求，C含量太高，又會對鋼板的焊接性能和成形性能均 產生不利影響。為此，在本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板中的C含量需要 控制為0.02~0.08%。
[0016] 儘：Mn是固溶強化元素，W用來提高鋼板的強度。若Mn含量低于1. 0%，鋼板的強 度不足。一旦Mn含量過高的話，則會使得鋼板的塑性降低。因此，基于本發明的技術方案， 將鋼板中的Mn含量設定在1. 0~2. 0%范圍之間。 陽017] 侶：Al是鋼中的脫氧元素，可W有效地減少鋼中的氧化物夾雜，W起到純凈鋼質 的作用，從而有利于提高鋼板的成形性能。鑒于此，本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高 強度鋼板中的Al應當設計為0. 025~0. 060%。
[0018] 不同于現有技術中的雙相鋼的微觀組織為鐵素體+馬氏體，本發明所述的鋼板的 微觀組織為鐵素體+馬氏體+貝氏體。由于馬氏體具有很高的強度，它與鐵素體之間巨大 的強度差別，導致雙相鋼的各項性能特性中，擴孔率低的缺點始終是其軟肋，嚴重影響雙相 鋼的應用。貝氏體與鐵素體W及貝氏體與馬氏體之間具有較好的強初性配合，由于它們兩 者之間的強度差明顯比馬氏體與鐵素體的強度差要低很多，使得鐵素體+馬氏體+貝氏體 的擴孔率較之鐵素體+馬氏體雙相鋼有大幅度的改善。
[0019] 進一步地，本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板中的馬氏體的相比例 為 15-20%。
[0020] 更進一步地，本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板中的貝氏體的相比 例為3-10%。
[0021] 進一步地，在本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板的全部鐵素體相 中，長寬比為1. 0-1. 2的鐵素體的比例不低于80%，W保證鋼板具有較高的擴孔率。
[0022] 發明人發現，當微觀組織的全部鐵素體相中的長寬比為1. 0-1. 2的鐵素體的比例 > 80%時，鋼板的擴孔率可W達到60%W上。 W23] 進一步地，本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板還含有0 <Si《I. 6%、0 <Ti《0. 03%、0 <B《0. 0005%、0 <Ca《0. 0050%的至少其中之一。 [0024] 娃：Si在鋼中可W起到固溶強化作用，W提高鋼板的強度。另外，Si的存在可W 加速奧氏體向鐵素體的轉變，使得奧氏體向鐵素體的轉變速度加快。此外，Si還可W阻止C 化物的析出，W避免珠光體相的出現。但是，過高的Si含量容易使得鋼板表面出現紅鐵皮 等表面缺陷。鑒于此，本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板中的Si元素的含量 需要控制為：〇 <Si《1.6%。
[00巧]鐵：Ti是有效細化晶粒并提高鋼板的強度和初性的元素。它可WW碳化物和碳氮 化物的形式存在于鋼中。基于本發明的技術方案，將Ti含量控制為：0<Ti《0. 03%。 [00%] 棚：B是晶界強化元素，其可W有效地提高鐵素體基體的強度，進而改善高鋼板的 擴孔性能。基于本發明的技術方案，可W向鋼板中添加B，但是B含量不能超過0. 0005%。
[0027] 巧：化可W改變鋼中硫化物的形態，W提高鋼板的塑性和初性，從而有助于提高 鋼板的擴孔率。為此，本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板中的化含量設定 為：0 <Ca《0. 0050%。
[0028] 進一步地，本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板的其他不可避免的雜 質中的P《0.035%、S《0.001%、N《0.0060%。
[0029] 憐：P是鋼中的雜質元素，其含量應當被控制得越低越好。為此，本發明的高擴孔 率低屈強比熱社高強度鋼板中的P含量《0. 035%。
[0030] 硫：S也是鋼中的雜質元素。通常要求鋼中的S含量保持在0.01%W下。然而，為 了保證熱社高強度鋼板具備較高的擴孔率，基于本發明的技術方案，要求將S含量控制在 0. 001%W下。
[0031] 進一步地，本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板的擴孔率>60%，屈 強比《0. 6,強度> 590MPa。
[0032] 本發明的另一目的在于提供一種高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板的制造方法。 通過該制造方法可W獲得強度高，屈強比低且擴孔率好的鋼板。另外，由該制造方法獲得鋼 板具備良好的成形性能和優良的冷加工性能。此外，該制造方法不采用熱處理工藝，熱能消 耗少，生產成本低。
[0033] 為了實現上述發明目的，本發明提出了一種高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板的 制造方法，其依次包括步驟：（1)冶煉并鑄造成板巧；（2)加熱；（3)社制；(4)分段冷卻：鋼 板W50~150°C/s的冷卻速度冷卻到600~700°C，隨后W1~5°C/s的冷卻速度在空氣 中冷卻2~10s，隨后再W100°C/sW上的冷卻速度冷卻至50~300°C; (5)卷取；（6)空 冷至室溫。
[0034] 從上述工藝步驟可W看出，本發明所述的高擴孔率低屈強比熱社高強度鋼板的制 造