一種具有耐腐蝕性能的汽車用冷軋超高強雙相鋼板及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種具有優良耐腐蝕性能的汽車用冷乳超高強雙相鋼板的成分及制 備方法，屬于金屬材料領域，尤其涉及汽車用鋼生產與應用技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著中國經濟形勢下行壓力的增加，作為中國制造業基礎的鋼鐵行業寒意漸濃， 普通鋼材產能嚴重過剩，價格持續走低，然而高品質鋼材卻仍然需要進口，這種"大而不強" 已經成為我國鋼鐵工業發展的明顯特征，很多高端鋼種生產技術問題亟需解決。
[0003] 雙相鋼作為汽車用先進高強鋼的一種，因其具有優良的強塑性、低的屈強比、高的 硬化指數和良好的成形性能而備受關注，也因為其合金含量相對較少，具有優良的焊接性 能和低的成本。一段時間以來，人們對雙相鋼進行了大量的新品種開發和研究工作，目前商 業化生產的雙相鋼最高強度達到了 1200MPa級，而且應用范圍不斷擴大。在常用到的合金元 素中，A1對提高奧氏體穩定性有顯著作用，但目前現有技術中A1含量偏高(約1.0至2.0%)， 致使冶煉可澆性顯著降低，不利于連續生產，本文將A1含量控制在0.025%以下。本發明通 過添加一定量的Cr元素來提高雙相鋼的綜合力學性能，并且使其具有較好耐蝕性能，從而 代替部分鍍鋅板，從而降低生產成本，提高經濟效益，該種嘗試尚屬首次。
[0004] CN104419878 A公開了"具有耐候性的超高強度冷乳雙相鋼及其制造方法"。其化 學成分的質量百分含量為:c:0.10%~0.16%，Si :0.10%~0.50%，Mn: 1.4%~2.2%，Cr: 0.30%~0.79%，Ni:0.08%~0.20%，Cu:0.20%~0.50%，Nb :0.01%~0.05%，Ti: 0.02%~0.05%，A1:0.015%~0.045%，P< 0.020%，S< 0.007%，N< 0.008%，余量為Fe 以及不可避免的雜質。可得到屈服強度達到700MPa以上，抗拉強度SOOMPa以上，延伸率在 5%以上的具有耐候性的超高強度冷乳雙相鋼。但是該鋼種合金元素較多，生產成本較高， 強度較低，另外，屈強比較高，不利于制造汽車零部件過程中的沖壓成形。與其相比，本發明 鋼合金元素含量少，合金成本低，工藝簡單，最主要是其抗拉強度要高出其將近lOOOMPa，耐 腐蝕性能優異。
[0005] CN 104328348 A公開了 "800MPa級冷乳雙相鋼及其生產方法"。其化學成分的質量 百分含量為：C:0.14~0.17%，Si:0.45~0.55%，Μη:1·6~1.8%，Cr:0.55~0.65%，P: < 0.016%，S: <0.008%，Als:0.02~0.05%，N: <0.004%，余量為Fe。生產出了抗拉強度為 800~850MPa，屈服強度為450~550MPa，延伸率為15~17 %的冷乳雙相鋼，強度水平降低， 而且不具有耐腐蝕性能。
[0006] CN 103469097 A公開了"高強度馬氏體鐵素體雙相不銹鋼耐腐蝕油套管及其制造 方法"。其化學成分重量百分比為：C: 0 · 05~0 · 10 %，Si : 0 · 1~0 · 4%，Mn: 0 · 20~1 · 0 %，P: 0.03% 以下，S:0.01 % 以下，Cr :13.5~15.0%，Ni :0.5~1.5%，Mo :0.2~1.0%，Nb:0.005 ~0.02%^:0.01~0.10%，0:0.004%以下，并且滿足0+1.51〇+2附+161^17和附+30(〇+ N)+8Nb2 3.5,其中0、附、]?〇、3丨、恥、]\111、(：川為元素的重量百分數含量，其余為？6和不可避 免的雜質，獲得了兼具屈服強度為llOksi級的高強度和VTrS:-6(TC以下的優良的低溫韌性 的油井管用馬氏體類無縫不銹鋼，但是并未公開所涉及實施例中鋼種的抗拉強度和其他力 學性能。其屬于不銹鋼領域，其合金元素含量較高，成本過高，生產工藝和性能要求明顯不 同于本發明鋼，也不適用于汽車零部件的制造。
[0007] 本文通過改變傳統冷乳高強鋼的成分設計，通過Cr元素的加入來研制具有耐蝕性 能的冷乳超高強雙相鋼，在兩種模擬大氣環境下，本發明鋼均表現出優良的耐腐蝕性能。本 發明工藝簡單，所制備的鋼板具有優良的綜合力學性能和耐腐蝕性能，滿足不同環境下的 汽車零部件使用對雙相鋼的要求。本發明旨在為高品質超高強汽車用鋼的研發做出有益的 實驗數據積累，同時改變超高強汽車用鋼只注重強度而忽略其綜合性能的現狀。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在于提供一種具有低成本、良好塑性、低屈強比、優良耐腐蝕性的冷 乳超高強雙相鋼及其制備方法。
[0009] 為實現上述目的，本發明所設計的冷乳超高強雙相鋼，具體成分為0.13%~ 0.16%C，1.8%~2.0%Si，2.3%~2.5%Mn，1.8%~2.2%Cr，0.010%~0.025%Al， 0.001%~0.008%5,0.002%~0.012%?，0.001%~0.004%1其余為卩6和不可避免的雜 質兀素。
[0010] 本發明涉及的冷乳超高強鋼，采用真空感應爐冶煉，其制造方法包括以下步驟：
[0011] 按照上述成分進行冶煉和鑄造，得到滿足上述化學成分的鋼坯，鋼坯冷卻至室溫， 作為熱乳原料待用；
[0012] 將所述鋼坯隨爐加熱至1200°C~1250Γ，保溫2h，隨后進行熱乳，所述熱乳過程的 粗乳開乳溫度為1050°C~1110°C，終乳溫度為840°C~880°C，熱乳板總壓下率為80%~ 90%，最后一道次壓下率為20%~30%，終乳結束后將熱乳板冷卻至630°C~680°C并進行 卷取，卷取溫度為630°C~680°C，卷取后保溫半小時，隨爐空冷至室溫；
[0013] 將所述卷取后的鋼板開卷進行酸洗冷乳，所述冷乳過程需控制冷乳壓下率在50% ~80%之間，得到冷乳鋼板；
[0014] 將所述冷乳鋼板進行連續退火，預熱段以6.0°C/s~10.0°C/s的加熱速度加熱到 100°C~200°C，之后以2.0°C/s~5.0°C/s的加熱速度將鋼板加熱到兩相區進行保溫，保溫 溫度為760°C~820°C，保溫時間為160s~190s，然后以4°C/s~8°C/s的冷卻速度將鋼板緩 冷至620°C~650°C，隨后再以35°C/s~50°C/s的冷卻速度將鋼板快冷至250°C~270°C，過 時效處理300s~400s，接著以3°C/s~8°C/s的冷卻速度將鋼板緩冷至室溫。
[0015] 優選地，所述熱乳過程中的開乳溫度為1070°C~1100°C，終乳溫度為815~835°C， 熱乳最后一道次的壓下率控制在22 %~26 %之間。
[0016] 優選地，所述退火保溫溫度為785°C~825°C，保溫時間為165s~185s。隨后以38 °C/s~45°C/s冷速快冷至255°C~265°C，過時效處理320s~380s，隨后緩冷至室溫。
[0017] 該鋼的組織主要為馬氏體和少量彌散分布的鐵素體。
[0018] 該鋼具有較好的綜合力學性能，Rp〇.2 = 1020~1100MPa，Rm=1600MPa~1850MPa， Α5〇 = 4· 55%~9· 50%，Rp〇.2/Rm=0· 52~0·65〇
[0019] 該雙相鋼具有優良的耐腐蝕性能。在均勻腐蝕全浸試驗模擬工業大氣環境時，采 用的腐蝕液為0.005mol/L的NaHS〇3溶液(0.52g/L)，得到的本發明鋼的腐蝕速率為0.17g · πΓ2 · 1Γ1，明顯優于傳統雙相鋼DP780的0.25g · πΓ2 · IT1;在中性鹽霧試驗模擬海洋大氣環境 時，采用的腐蝕液為50g/L ± 5g/L的NaCl溶液，得到本發明鋼在96h和144h試驗周期內的腐 蝕速率分別為1.26g · m-2 · h-1和l.llg · m-2 · h-S明顯優于傳統雙相鋼DP780對應的 1.87g · m-2 · h-1和 1.90g · m-2 · h-1 的腐蝕速率。
[0020]本發明的有益效果
[0021 ] (1)本發明合金成分只有基本C、Si、Mn和一定量的Cr元素，通過合理的工藝控制， 其力學性能即可達1^〇.2 = 1020~110010^，1^=160010^~185010^，厶5() = 4.55%~9.50%， Rp〇.2/Rm=0.52 ~0.65。
[0022] (2)本發明采取低溫加熱和熱乳工藝控制技術，有效細化了熱乳組織。
[0023] (3)本發明將Μη含量控制在2.3%~2.5%的范圍，但不能過高，不能超過中錳TRIP 鋼Μη含量（5%〈Mn%〈8% )，不僅降低了成本，而且提高了工藝性能，方便試驗鋼連鑄和冷 乳。
[0024] (4)本發明通過Cr元素的合理添加，有效細化了本發明鋼顯微組織，同時使得本發 明鋼具有耐腐蝕性能，在模擬工業大氣