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CN109280857A - 一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板及其制备方法 - Google Patents

一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板及其制备方法 Download PDF

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CN109280857A CN201811119888.5A CN201811119888A CN109280857A CN 109280857 A CN109280857 A CN 109280857A CN 201811119888 A CN201811119888 A CN 201811119888A CN 109280857 A CN109280857 A CN 109280857A
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Abstract

本发明公开了一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板及其制备方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12～0.17%，Si：0.3～0.6%，Mn：2.0～2.4%，P≤0.015%，S≤0.008%，Als：0.03～0.06%，Ti：0.03～0.06%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质；所述制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序。本发明通过Ti微合金化低合金成分设计，利用连退工序水冷超快冷，提高钢板淬透性，得到铁素体+马氏体双相组织形貌的冷轧双相钢，组织性能均匀，抗拉强度达到1200MPa以上，力学性能优异。

Description

一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板及其制备方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板及其制备方法。
背景技术
1200MPa级冷轧双相钢由于具有低的屈强比、高初始加工硬化速率、强度和延性的良好配合等优点，已经发展成为一种成形性良好的高强度结构钢，其显微组织主要由较软的铁素体基体和少量的硬马氏体相组成，该钢种可通过低合金钢经临界区热处理及控制轧制工艺获得，这种双相复合的组织状态使其具有良好的强塑性匹配及冷变形性能，被广泛应用于结构件、加强件和防撞件。
由于1200MPa级冷轧双相钢为获得足够高的强度，其传统工艺成分中往往需要添加较多合金元素，这使得其冶炼、热轧、酸轧等各环节生产工艺难度加大，不利于该钢种稳定生产，且生产成本较高。
通过查新检索到公开号为103556048A的一种抗拉强度1200MPa级冷轧双相钢板及制备方法的发明专利，其特征在于所述冷轧双相钢板化学成分组成及重量百分比为：C：0.19～0.21%、Si：0.7～0.9%、Mn：1.9～2.1%、Cr：0.01～0.02%、Nb：0.02～0.04%，P≤0.005%、S≤0.003%，余量为Fe及不可避免的杂质。该钢的优点是抗拉强度在1200MPa以上，晶粒尺寸达到2～3μm，屈强比在0.5～0.6，延伸率在8%以上，马氏体体积分数在58～68%。该钢的问题是C、Si重量百分比均较高，不利于焊接及表面质量控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板及其制备方法。该发明采用低碳无Cr、Mo成分体系，降低热轧态钢板淬透性及强度，提高酸轧生产稳定性,通过超快冷工艺，结合控轧控冷技术获得具有良好性能的低成本超高强双相钢，产品具有较好的市场前景。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12～0.17%，Si：0.3～0.6%，Mn：2.0～2.4%，P≤0.015%，S≤0.008%，Als：0.03～0.06%，Ti：0.03～0.06%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明所述钢板屈服强度：820～950MPa，抗拉强度：1200～1350MPa，延伸率：5～10%。
本发明还提供了一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法，所述制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序；所述退火工序，快冷段采用水冷超快冷，以130～150℃/s的冷却速率快冷至50～60℃。
本发明所述退火工序，采用连续退火工艺，以1～3℃/s的加热速率将带钢加热至810～840℃，保温120～150s后以2～4℃/s缓冷至700～730℃，随后采用水冷超快冷，以130～150℃/s的冷却速率快冷至50～60℃，再以20～30℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理200～400s。
本发明所述冶炼工序，采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺。
本发明所述连铸工序，冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12～0.17%，Si：0.3～0.6%，Mn：2.0～2.4%，P≤0.015%，S≤0.008%，Als：0.03～0.06%，Ti：0.03～0.06%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明所述热轧工序，将板坯加热至1220～1260℃，终轧温度控制在850～880℃，轧后通过层流冷却系统冷却至580～630℃卷取，冷却速率15～20℃/s。
本发明所述冷轧工序，冷轧压下率控制在50～60%。
本发明所述平整工序，平整延伸率为0.3～0.6%。
本发明各成分元素的含量及作用如下：
C：碳是有效的强化元素，能大幅度提高钢的强度。但碳含量过高会恶化钢的焊接性能，并且固溶强化增强导致强度增加塑性降低。本发明选择C含量为0.12～0.17%，C含量过低，则不能保证钢板强度。
Si：硅是铁素体形成元素，主要以固溶方式存在于钢中起强化作用。Si为非碳化物形成元素，可以扩大Fe-C相图中的α+γ区，提高奥氏体向铁素体转变温度，促进铁素体析出。本发明选择Si含量为0.3～0.6%，Si含量过高容易导致表面质量问题。
Mn：锰是奥氏体稳定化元素，对奥氏体再结晶过程有明显的抑制作用，适当提高Mn含量可以充分利用未再结晶控制轧制细化晶粒，Mn还具有一定的固溶强化作用，可以改善塑韧性。本发明选择Mn含量为2.0～2.4%。
Ti：钛可以与氮形成TiN阻止加热时奥氏体晶粒长大，细化开轧时的原始晶粒。轧制时在奥氏体高温区析出的Ti (CN) 粒子可以阻滞奥氏体的再结晶过程，最终细化铁素体晶粒，往钢中加入微量的Ti可以细化晶粒和提高强度。本发明选择Ti含量为0.03～0.06%。
P：在钢中为杂质元素，要求≤0.015%。
S：在钢中为杂质元素，要求≤0.008%。
Als：在钢中起到脱氧和细化晶粒作用，本发明要求ALs含量为0.03～0.06%。
N：在钢中为杂质元素，要求≤0.005%。
本发明1200MPa级超快冷冷轧双相钢板产品标准参考GB/T 20564.2-2017；产品性能检测方法标准参考GB/T 228.1-2010。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过Ti微合金化无Cr、Mo成分设计，降低热轧态钢板淬透性及强度，有利于酸轧稳定生产。2、本发明利用连退工序水冷超快冷，提高钢板淬透性，得到铁素体+马氏体双相组织形貌的低成本冷轧双相钢，组织性能均匀，力学性能优异。
附图说明
图1为实施例1的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）；
图2为实施例2的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）；
图3为实施例3的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）；
图4为实施例4的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）；
图5为实施例5的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）；
图6为实施例6的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）；
图7为实施例7的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）；
图8为实施例8的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）；
图9为实施例9的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）；
图10为实施例10的1200MPa级超快冷冷轧双相钢板金相组织图（1000倍）。具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1220℃，终轧温度控制在850℃，轧后通过层流冷却系统冷却至630℃卷取，冷却速率15℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在53.8%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以1.0℃/s的加热速率将带钢加热至810℃，保温150s后以2℃/s缓冷至720℃，随后采用水冷超快冷，以130℃/s的冷却速率快冷至55℃，再以20℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理400s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.6%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图1，由图1可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
实施例2
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1260℃，终轧温度控制在880℃，轧后通过层流冷却系统冷却至580℃卷取，冷却速率20℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在50%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以1.8℃/s的加热速率将带钢加热至834℃，保温120s后以4℃/s缓冷至707℃，随后采用水冷超快冷，以150℃/s的冷却速率快冷至55℃，再以30℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理200s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.3%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图2，由图2可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
实施例3
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1247℃，终轧温度控制在862℃，轧后通过层流冷却系统冷却至600℃卷取，冷却速率17℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在53.3%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以1.8℃/s的加热速率将带钢加热至820℃，保温130s后以2.5℃/s缓冷至725℃，随后采用水冷超快冷，以141℃/s的冷却速率快冷至55℃，再以26℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理250s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.4%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图3，由图3可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
实施例4
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1236℃，终轧温度控制在860℃，轧后通过层流冷却系统冷却至609℃卷取，冷却速率18℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在55.6%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以1.6℃/s的加热速率将带钢加热至828℃，保温135s后以3.2℃/s缓冷至709℃，随后采用水冷超快冷，以139℃/s的冷却速率快冷至55℃，再以24℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理311s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.5%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图4，由图4可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
实施例5
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1227℃，终轧温度控制在872℃，轧后通过层流冷却系统冷却至605℃卷取，冷却速率17℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在55.6%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以2.2℃/s的加热速率将带钢加热至836℃，保温139s后以3.6℃/s缓冷至708℃，随后采用水冷超快冷，以144℃/s的冷却速率快冷至55℃，再以29℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理295s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.4%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图5，由图5可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
实施例6
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1230℃，终轧温度控制在865℃，轧后通过层流冷却系统冷却至613℃卷取，冷却速率16℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在56.5%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以2.3℃/s的加热速率将带钢加热至830℃，保温141s后以2.2℃/s缓冷至700℃，随后采用水冷超快冷，以143℃/s的冷却速率快冷至55℃，再以24℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理255s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.6%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图6，由图6可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
实施例7
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1247℃，终轧温度控制在880℃，轧后通过层流冷却系统冷却至580℃卷取，冷却速率18℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在55.9%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以3℃/s的加热速率将带钢加热至837℃，保温140s后以2.7℃/s缓冷至728℃，随后采用水冷超快冷，以138℃/s的冷却速率快冷至55℃，再以23℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理376s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.5%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图7，由图7可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
实施例8
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1236℃，终轧温度控制在865℃，轧后通过层流冷却系统冷却至621℃卷取，冷却速率19℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在54.8%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以1.9℃/s的加热速率将带钢加热至826℃，保温150s后以3.8℃/s缓冷至711℃，随后采用水冷超快冷，以150℃/s的冷却速率快冷至55℃，再以21℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理350s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.4%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图8，由图8可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
实施例9
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1260℃，终轧温度控制在871℃，轧后通过层流冷却系统冷却至625℃卷取，冷却速率17℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在60%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以2.2℃/s的加热速率将带钢加热至834℃，保温135s后以3.5℃/s缓冷至702℃，随后采用水冷超快冷，以136℃/s的冷却速率快冷至60℃，再以26℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理360s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.5%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图9，由图9可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
实施例10
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及其质量百分含量见表1。
1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）冶炼工序：采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺；
（2）连铸工序：冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）热轧工序：将板坯加热至1227℃，终轧温度控制在874℃，轧后通过层流冷却系统冷却至590℃卷取，冷却速率19℃/s；
（4）冷轧工序：冷轧压下率控制在58.7%；
（5）退火工序：退火方式采用连续退火，以2.5℃/s的加热速率将带钢加热至840℃，保温135s后以2.8℃/s缓冷至730℃，随后采用水冷超快冷，以141℃/s的冷却速率快冷至50℃，再以23℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理364s；
（6）平整工序：平整延伸率为0.3%。
本实施例1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能见表2；金相组织图见图10，由图10可见组织为铁素体+马氏体双相组织。
表1 1200MPa级超快冷冷轧双相钢板化学成分组成及质量百分含量
表1中成分余量为Fe及不可避免的杂质。
表2 1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能
由表2可以看出本发明1200MPa级超快冷冷轧双相钢板力学性能优异，抗拉强度达到1200MPa以上。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12～0.17%，Si：0.3～0.6%，Mn：2.0～2.4%，P≤0.015%，S≤0.008%，Als：0.03～0.06%，Ti：0.03～0.06%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度：820～950MPa，抗拉强度：1200～1350MPa，延伸率：5～10%。
3.基于权利要求1或2所述的一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火、平整工序；所述退火工序，快冷段采用水冷超快冷，以130～150℃/s的冷却速率快冷至50～60℃。
4.根据权利要求3所述的一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法，其特征在于，所述退火工序，采用连续退火工艺，以1～3℃/s的加热速率将带钢加热至810～840℃，保温120～150s后以2～4℃/s缓冷至700～730℃，随后采用水冷超快冷，以130～150℃/s的冷却速率快冷至50～60℃，再以20～30℃/s的加热速率加热至250℃进行过时效处理200～400s。
5.根据权利要求3所述的一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法，其特征在于，所述冶炼工序，采用转炉冶炼，LF+RH双联工艺。
6.根据权利要求3-5任意一项所述的一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法，其特征在于，所述连铸工序，冶炼后钢水经连铸得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12～0.17%，Si：0.3～0.6%，Mn：2.0～2.4%，P≤0.015%，S≤0.008%，Als：0.03～0.06%，Ti：0.03～0.06%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质。
7.根据权利要求3-5任意一项所述的一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法，其特征在于，所述热轧工序，将板坯加热至1220～1260℃，终轧温度控制在850～880℃，轧后通过层流冷却系统冷却至580～630℃卷取，冷却速率15～20℃/s。
8.根据权利要求3-5任意一项所述的一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法，其特征在于，所述冷轧工序，冷轧压下率控制在50～60%。
9.根据权利要求3-5任意一项所述的一种1200MPa级超快冷冷轧双相钢板的制备方法，其特征在于，所述平整工序，平整延伸率为0.3～0.6%。
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