CN115354237A - 抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板及其制备方法，属于冶金技术领域。该抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其含有的成分及其质量百分比为：C：0.06～0.12％；Mn：1.0～2.0％；Si：0.08～0.2％；Ti：0.05～0.13％；Cr：0.7～1.5％；P≤0.02％；S≤0.01％；余量为Fe及不可避免的杂质。制备方法：1)按照热轧钢板的化学成分配比，熔炼成铸坯；2)将铸坯保温，进行热轧，以一定冷却速率，冷却至适当温度，随后在线升温至卷取。得到的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，微观组织主要包括贝氏体、残余奥氏体、纳米级碳化物，碳化物弥散分布在贝氏体基体上，屈服强度为≥750MPa，抗拉强度为≥1000MPa，延伸率A≥15％。

Description

抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板及其制备方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板及其制备方法。

背景技术

为了实现节能减排和安全性目标，钢铁行业一直致力于开发高强度钢，要求使用的材料进一步提高强度，以此来实现减少钢材使用量，实现轻量化的目的。

数据表明车辆总重量每减少10％，燃油经济性平均提高约4.9％，但是，车辆重量每减少100kg导致安全风险增加3％～4.5％。因此，在减量化的同时，还需要考虑碰撞安全性的问题，不仅需要高强度，还要保持良好的塑性。

随着工程机械大型化、减量化以及汽车轻量化的迅速发展，抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢的需求日趋增加，不仅在汽车结构构件、骨架构件中得到应用，在底盘构件、履带架构件、工程机械用构件等也有广泛的应用，具有广阔的应用前景。

目前，国内外能生产抗拉强度1000MPa级的超高强钢较少，并且根据现有研究，要获得高强度，需要添加C、Mn、Mo等淬透性元素，多采用在线/淬火+回火工艺生产，存在合金含量高、生产成本高、卷取温度低、控制难度大、工艺流程长、塑性低等问题。

公告号为CN101008066B的发明专利公开了抗拉强度高于1000MPa的热轧马氏体钢板。其钢板的化学成分质量百分比为：C：0.08～0.20；Si≤0.8；Mn：0.5～2.0；Al：0.010～0.060；N≤0.008；P≤0.020；S≤0.005；Ti：0.01～0.03、V≤0.10和Nb：0.01～0.05中的一种或几种以上；其它为Fe和不可避免杂质组成。该方法生产的钢板组织主要为马氏体，采用低的卷取温度低(150℃～Ms)，强度高但是塑性偏低(延伸率低≤9％)，同时较高含量的Si元素容易产生淬火裂纹，容易在钢板表面富集而在表面形成铁橄榄石(Fe₂SiO₄)，影响表面质量，弯曲加工时成为裂纹起点。

公告号为CN109023111B的发明专利公开了一种1000MPa级热轧汽车大梁钢及其制造方法，其钢板的化学成分质量百分比为：C 0.10～0.20％；Si≤0.10％；Mn：1.5～1.7％；S≤0.005％；P≤0.015％；Nb：0.045～0.055％；Ti：0.08～0.10％；N≤40ppm；Als：0.025～0.060％；H≤0.002％；余量为Fe。该方法生产的钢板组织为马氏体+少量铁素体，具有较高的强度，但延伸率偏低为10～11.5％，采用二段控制冷却工艺，先冷却至中间温度600～650℃，然后快速冷却至200～300℃卷取，卷曲温度低，生产工艺控制难度较大，而且含碳量较高，容易降低焊接性，高含量的Nb元素也会增加成本。

公开号为CN109735775A的发明专利公开了一种1000MPa级超高强热轧钢带及其生产方法，热轧钢带化学成分质量百分比为：C：0.08～0.15％；Mn：2.30～2.83％；Si≤0.80％；Als：0.025～0.052％；S≤0.020％；P≤0.030％；Cr：0.50～0.70％；Ti：0.01～0.05％；Mo：0.15～0.30％；余量为Fe和不可避免的杂质。该方法生产的钢板显微组织为铁素体+贝氏体+马氏体组织，具有较高的强度，塑性为9～14％。但是该方法采用高含量的Si、Mn元素，会加大钢板表面控制难度，弯曲加工时成为裂纹起点；Mn含量超过2.0％，容易偏析导致带状组织等问题，影响成型性能，同时高含量Mo元素增加生产成本。

公开号为CN110331326A的发明专利公开了一种1000MPa级薄规格热轧高强双相钢板及其制备方法，其钢板的化学成分质量百分比为：C：0.10～0.20％；Si：0.80～1.20％；Mn：1.20～2.0％；P：≤0.020％；S：≤0.010％；Ti：0.010～0.040％；Cr：0.20～0.60％；Als：0.020～0.060％；余量为Fe及不可避免的夹杂。该发明生产的热轧钢板显微组织为铁素体+马氏体，产品的屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥1000MPa，屈强比≤0.60，具有较高的抗拉强度，但是屈服强度偏低，并且高含量的Si元素加大了钢板表面控制难度，同时采用三段控制冷却工艺，卷取温度低，工艺精确控制难度较大。

公开号为CN105925896A的发明专利公开了一种1000MPa级高强度高塑性热轧钢板及其制造方法。其钢板的化学成分质量百分比为：C 0.15～0.3％；Mn 5～6％；N 0.05～0.12％；Si<0.2％；S<0.01％；P<0.01％；Al 0.002～0.04％；余量为Fe。该发明经过冶炼及铸造、热轧、逆相变退火等步骤制备，显微组织为板条状奥氏体和回火马氏体，具备高强度高延伸率，但是由于添加高含量的C、Mn、N元素，导致焊接性变差，以及Mn元素偏析导致的带状组织等问题，影响成型性能。

公开号为CN109207849A的发明专利公开了一种高强高塑性1000MPa级热轧钢板及制备方法。其钢板的化学成分质量百分比为：C：0.05～0.40％；Mn：1.00～5.00％；Si：0.70～1.60％；Al：0.1～1.00％；Nb：0.01～0.10％；V：0.01～0.10％；N：0.002～0.005％；余量为Fe及不可避免的杂质。通过添加Nb、V微合金元素与C、N结合形成纳米级簇团析出物强化基体组织，缩小两种基体组织(铁素体和马氏体)的强度差异，钢板具有高强高塑性，但是该方法生产的钢板屈服强度偏低，同时高含量Si元素导致钢板表面控制难度大，Mn元素偏析导致的带状组织等问题，影响成型性能，较多的Nb元素增加了生产成本。

通过以上1000MPa级热轧超高强钢现有技术的分析，可知目前现有技术存在以下特点：(1)为了获得高强度加入大量C、Mn、Si等元素，导致钢板表面控制难度大，形成带状组织影响成型性能等，或添加昂贵的一种或多种微合金元素Ti、Nb、V、Mo等增加了钢材成本；(2)冷却工艺复杂或卷取温度低，导致工艺精确控制难度大；(3)钢板组织多为铁素体+马氏体或全马氏体等，强度高但是塑性偏低。

随着纳米科技发展，纳米材料和纳米技术引入钢铁材料中，利用纳米级析出相的沉淀强化和晶粒细化，成为金属材料最有前途的强韧化方式之一，也是新型超高强度钢最重要的强化机制。目前，由于单一含钛微合金钢的析出强化效果有限，钢板强度级别不高，因此，含钛复合微合金化钢的发展受到越来越多的关注。

含钛复合微合金化钢的公开的技术有：

公开号CN107287519A的发明专利公开了一种含钒的汽车结构用热轧卷板、生产方法，其钢板的化学成分质量百分比为：C：0.05～0.15％；Mn：1.2～2.0％；Si≤0.50％；Nb+V+Ti：0.08～0.20％；P≤0.035％；S≤0.025％；Als：0.01～0.06％；余量为Fe及不可避免的杂质。添加了较多Nb、V、Ti微合金元素，生产的钢板抗拉强度为800MPa。

公开号为CN107043890A的发明专利公开了一种厚度1.5～3.0mm屈服强度大于700MPa的热轧汽车用钢及其制造方法，其所含化学成分及质量百分比为：C：0.02～0.06％；Mn：1.20～2.00％；Al：0.010～0.050％；P≤0.01％；S≤0.05％；Nb：0.01～0.05％；Ti：0.05～0.12％；V：0.05～0.20％；Mo：0.12～0.20％；余量为Fe和不可避免杂质；生产的钢板屈服强度为700～760MPa，抗拉强度为760～870MPa，延伸率A为18～21％。

公开号为CN104264052A的发明专利公开了一种工程机械用钢板及其生产方法，钢板的化学成分按质量百分比为：C：0.05～0.09％；Si：0.05～0.30％；Mn：1.5～2.0％；P≤0.025％；S≤0.005％；Nb：0～0.07％；Ti：0.08～0.15％；Mo：0.10～0.30％；Als：0.015～0.06％；Ca：0.0010～0.0030％；N≤0.006％；余量为Fe。钢板厚度为3.0～8.5mm，产品屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥785MPa，断后延伸率≥15％。

公开号为CN106319389A的发明专利公开了低成本、高机械加工性的工程机械用钢及其制造方法，其成分质量百分比为：C：0.06-0.10％；Si：0.30～0.60％；Mn：1.00～1.60％；P：≤0.015％；S：≤0.0030％；Ni：0.20～0.60％；Cr：0.50～0.80％；Mo：0.25～0.55％；V：0.025～0.065％；B：0.0008～0.0020％；Ti：0.008～0.018％；Al：0.030～0.070％；N：≤0.0050％；Ca：0.0010～0.0040％；余量为Fe和不可避免杂质。该方法生产的钢板屈服强度≥630MPa，抗拉强度≥700MPa。

以上关于含钛复合微合金强化钢的专利中添加了Nb-V-Ti-Mo微合金元素中的三种或三种以上，导致钢材成本增加，而且生产的热轧钢板强度低于1000MPa，难以满足目前市场对钢材产品减量化的需求。

综上所述，现有的抗拉强度达到1000MPa级别的热轧钢板，其微观组织主要以马氏体为主，虽然抗拉强度能够达到1000MPa，但是塑性低，屈服强度低，需要一种具有合金成本低、轧制工艺简单且强度更高兼具塑性良好等特点的超高强度钢板。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板及其制备方法，采用轧后快速冷却到贝氏体区，然后立即进行在线热处理的方法，特别是通过低成本Ti、Cr微合金化的成分设计和轧制及冷却工艺控制，实现Ti-Cr复合微合金钢的析出强化，充分发挥细晶强化、相变强化和析出强化的作用，生产出热轧贝氏体超高强钢，该抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其屈服强度750MPa以上，抗拉强度1000MPa以上，断后延伸率15％以上，在保证了高抗拉强度的同时，具有高屈服强度和高断后延伸率，能够满足强度和塑性的同步提高，能够实现钢材综合性能的提高。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其含有的原料化学成分及各个原料化学成分的质量百分比为：C：0.06～0.12％；Mn：1.0～2.0％；Si：0.08～0.2％；Ti：0.05～0.13％；Cr：0.7～1.5％；P≤0.02％；S≤0.01％；余量为Fe及不可避免的杂质。

所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其微观组织为贝氏体、残余奥氏体和纳米级碳化物，纳米级碳化物弥散分布在贝氏体基体上。

进一步的，贝氏体、残余奥氏体、纳米级碳化物三者体积百分比之和≥95％，纳米级碳化物尺寸主要为3～20nm。

所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其屈服强度750MPa以上，抗拉强度1000MPa以上，断后延伸率15％以上。

所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的厚度为2～4mm。

本发明中抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板中化学成分的选择确定如下：

C元素用于提高材料强度，是提高强度最廉价的元素。

Mn元素用于显著降低钢的Ar₁温度、奥氏体的分解速度，Mn是固溶强化元素，与Fe无限固溶，能提高钢的强度。

Si元素作为提高钢板强度而不降低延展性的有效元素，固溶于铁素体和奥氏体中，可提高钢材强度。Si可降低碳在铁素体中的扩散速度，使析出碳化物不易粗化。

Ti与C元素形成耐高温的TiC粒子，起到析出强化作用，以及钉扎在原奥氏体晶界，阻止奥氏体晶粒长大，可以改善焊接性能。

Cr是与C元素亲和力中等的碳化物形成元素，Cr碳化物在铁基体中分布较均匀，通过析出强化提高钢材的强度，在短时间加热下具有阻碍晶粒长大的作用，能细化组织，增强钢的强韧性。同时，在本发明中，Cr与Ti形成复合碳化物，有利于析出物尺寸细化，提高析出物体积分数，提高钢板强度和硬度。

P、S是钢中有害的杂质元素，钢中P元素易在晶界偏析，加工时晶界裂纹的起点，降低钢的韧性和弯曲加工性。S在钢中以MnS等夹杂物的形式存在，因此在钢板的弯曲加工时，基体与夹杂物界面成为气孔的起点，导致钢板弯曲加工性下降，故P、S含量越低越好。

因此，通过优化设计合金成分并合理避开贵重成分，合理各个元素的配比，实现Ti-Cr复合微合金钢的析出强化，最大程度地增加纳米析出相的体积分数，增加钢板强度。

本发明提供了一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，熔炼制坯：

按照抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板含有的原料化学成分及各个原料化学成分的质量百分比称量原料，熔炼、浇铸制备得到铸锭；将铸锭制备成板坯；其中，抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，含有的原料化学成分及各个原料化学成分的质量百分比为：C：0.06～0.12％；Mn：1.0～2.0％；Si：0.08～0.2％；Ti：0.05～0.13％；Cr：0.7～1.5％；P≤0.02％；S≤0.01％；余量为Fe及不可避免的杂质；

步骤2，热轧：

(1)将板坯在1225±25℃保温2～3h，得到保温后的板坯；

(2)将保温后的板坯，进行热轧，开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为830～900℃，累积压下率为90％～95％，制得热轧板；其中：热轧前，板坯厚40mm，热轧后，板坯厚2～4mm；

(3)将热轧板，以80～150℃/s的冷却速率，冷却至450～550℃，随后在线加热至600±10℃后卷取，然后在600±10℃热处理炉中保温1h后炉冷至室温，制得抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板。

所述的步骤1中，将铸锭制备成板坯，其工序为将铸锭加热到1225±25℃保温3h，然后在1150℃锻造成40mm厚板坯，然后空冷至室温，总压下量为60％。

所述的步骤2中，板坯保温过程中，高的保温温度和适当的保温时间，能够保证Ti、Cr等合金元素及其碳氮化物完全固溶，防止形成大颗粒析出相，损害钢材性能。

所述的步骤2中，热轧过程中，采用大的轧制累积压下率90％～95％，使材料在奥氏体再结晶区和未再结晶区的变形，细化奥氏体晶粒，增加变形奥氏体中的位错，从而相变后细化组织。

所述的步骤2中，热轧后钢板以80～150℃/s的冷却速率快速冷却至450～550℃，随后在线加热至600±10℃卷取。通过冷却条件和加热温度控制，抑制在冷却过程中析出物析出和长大，促进在线热处理和等温过程中析出大量Ti-Cr复合微合金纳米级析出相，增强析出强化效果，提高钢板的强度。

本发明有益效果如下：

(1)本发明采用Ti、Cr微合金化方式，在钢中起到较好的析出强化和细晶强化效果，不含Ni、Mo等贵重金属，合金成本较低；

(2)本发明采用的工艺流程简单，具有可大批量生产、经济易行等优点，可以满足工业化需求；

(3)本发明提供的钢板屈服强度大于750MPa，抗拉强度大于1000MPa，断后延伸率大于15％，具有高的强塑性；

(4)本发明还具有力学性能稳定、适应性强等特点，产品力学性能满足市场轻量化的需求。

附图说明

图1为本发明的实施例1制备的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的金相组织形貌；

图2为本发明的实施例1制备的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板TEM下析出相中心暗场像。

具体实施方式

以下实施例中，熔炼炉为80kg真空感应熔炼炉。

以下实施例中，采用的热轧机为Ф450mm可逆式热轧机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。但是，所描述的实施例仅代表本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例1

一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其含有的原料化学成分及其质量百分比为C：0.12％；Mn：1.8％；Si：0.08％；Ti：0.13％；Cr：0.7％；P：0.004％；S：0.006％；余量为Fe及不可避免的杂质。

本实施例中，制备的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的原料化学成分选配原料后，熔炼、浇铸成铸锭，其化学成分按质量百分比为C：0.12％；Mn：1.8％；Si：0.1％；Ti：0.13％；Cr：0.7％；P：0.004％；S：0.006％；余量为Fe及不可避免的杂质；将铸锭加热到1225±25℃保温3h，然后在1150℃锻造成40mm厚板坯，然后空冷至室温，总压下量为60％。

(2)锻造后的板坯进入加热炉中加热保温，保温温度为1250℃，保温时间为2.5h，得到保温后的板坯；

(3)将保温后的板坯进行连续热轧，开轧温度为1100℃，终轧温度为900℃，轧制累积压下率为90％，轧制结束后钢板厚度为4mm；

(4)将热轧后的钢板，以80℃/s的冷却速率冷却至450℃，然后在线加热至610℃进行卷取，接着在600℃热处理炉中等温1h后炉冷至室温，得到抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板。

对本实施例制备的1000MPa级热轧超高强钢板的机械性能进行检测，其屈服强度为756MPa，抗拉强度为1079MPa，断后延伸率为16.8％。

本实施例制备的1000MPa级热轧超高强钢板，其金相组织如图1所示，其微观组织为粒状贝氏体组织、残余奥氏体和纳米级碳化物，贝氏体、残余奥氏体、纳米级碳化物三者体积百分比之和为95％；透射电镜下析出物中心暗场像如图2所示，可见贝氏体基体上弥散分布着纳米级碳化物，纳米级碳化物尺寸范围主要为3～20nm。

实施例2

一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其原料化学成分及各个原料化学成分按质量百分比为C：0.1％；Mn：1.5％；Si：0.12％；Ti：0.05％；Cr：1.5％；P：0.005％；S：0.005％；余量为Fe及不可避免的杂质。

本实施例中，抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板化学成分选配原料后，熔炼成铸锭，其化学成分按质量百分比为C：0.1％；Mn：1.5％；Si：0.12％；Ti：0.05％；Cr：1.5％；P：0.005％；S：0.005％；余量为Fe及不可避免的杂质；将铸锭加热到1225±25℃保温3h，然后在1150℃锻造成40mm厚板坯，然后空冷至室温，总压下量为60％。

(2)锻造后的板坯进入加热炉中加热，加热温度为1200℃，加热时间为2h，得到保温后的板坯；

(3)将加热等温后的板坯进行连续热轧，开轧温度为1000℃，终轧温度为830℃，轧制累积压下率为92.5％，轧制结束后钢板厚度为3mm；

(4)将热轧后的钢板，以90℃/s的冷却速率冷却至500℃，然后在线加热至600℃进行卷取，接着在600℃热处理炉中等温1h后炉冷至室温，得到抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板。

本实施例制备的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其屈服强度为768MPa，抗拉强度为1090MPa，断后延伸率为16.2％。

本实施例制备的1000MPa级热轧超高强钢板，其微观组织为粒状贝氏体组织、、残余奥氏体和纳米级碳化物,纳米级碳化物尺寸范围主要为5～15nm。

实施例3

一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其原料化学成分按质量百分比为C：0.06％；Mn：1.9％；Si：0.1％；Ti：0.1％；Cr：1.0％；P：0.004％；S：0.005％；余量为Fe及不可避免的杂质。

本实施例中抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的原料化学成分选配原料后，熔炼成铸锭，其化学成分按质量百分比为C：0.06％；Mn：1.9％；Si：0.1％；Ti：0.1％；Cr：1.0％；P：0.004％；S：0.005％；余量为Fe及不可避免的杂质；将铸锭加热到1225±25℃保温3h，然后在1150℃锻造成40mm厚板坯，然后空冷至室温，总压下量为60％。

(2)锻造后的板坯进入加热炉中加热，加热温度为1225℃，加热时间为3h，得到保温后的板坯；

(3)将加热等温后的板坯进行连续热轧，开轧温度为1050℃，终轧温度为880℃，轧制累积压下率为95％，轧制结束后钢板厚度为2mm；

(4)将热轧后的钢板，以150℃/s的冷却速率冷却至550℃，然后在线加热至590℃进行卷取，接着在600℃热处理炉中等温1h后炉冷至室温，制得抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板。

本实施例制备的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其屈服强度为800MPa，抗拉强度为1147MPa，断后延伸率为15.4％。

本实施例制备的1000MPa级热轧超高强钢板，其微观组织为粒状贝氏体组织、残余奥氏体和纳米级碳化物，纳米级碳化物尺寸范围主要为4～16nm。

实施例4

一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其原料化学成分按质量百分比为C：0.08％；Mn：1.8％；Si：0.19％；Ti：0.08％；Cr：1.0％；P：0.006％；S：0.005％；余量为Fe及不可避免的杂质。

本实施例中，上述抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的原料化学成分选配原料后，熔炼成铸锭，其化学成分按质量百分比为C：0.08％；Mn：1.8％；Si：0.19％；Ti：0.08％；Cr：1.0％；P：0.006％；S：0.005％；余量为Fe及不可避免的杂质；将铸锭加热到1225±25℃保温3h，然后在1150℃锻造成40mm厚板坯，然后空冷至室温，总压下量为60％。

(2)锻造后的板坯进入加热炉中加热，加热温度为1220℃，加热时间为3h，得到保温后的板坯；

(3)将加热等温后的板坯进行连续热轧，开轧温度为1040℃，终轧温度为890℃，轧制累积压下率为95％，轧制结束后钢板厚度为2mm；

(4)将热轧后的钢板，以150℃/s的冷却速率冷却至550℃，然后在线加热至600℃进行卷取，接着在600℃热处理炉中等温1h后炉冷至室温，制得抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板。

本实施例制备的1000MPa级热轧超高强钢板，其屈服强度为800MPa，抗拉强度为1147MPa，断后延伸率为15.9％。

本实施例制备的1000MPa级热轧超高强钢板，其微观组织为粒状贝氏体组织、残余奥氏体和纳米级碳化物，纳米级碳化物尺寸范围主要为6～10nm。

对比例1

一种钢板，同实施例1，不同之处在于：

在步骤(2)中，板坯保温温度为1150℃，保温时间为2.5h，由于板坯保温温度过低，合金元素及其碳化物没有完全固溶，形成了大颗粒析出相，并且减少了后续等温过程中纳米级碳化物的体积分数，损害了钢板的性能。

对比例2

一种钢板，同实施例1，不同之处在于：

在步骤(2)中，板坯保温温度为1280℃，保温时间为2h，由于板坯保温温度过高，奥氏体晶粒粗大，导致最终组织粗大，损害了钢板的性能。

对比例3

一种钢板，同实施例1，不同之处在于：

在步骤(3)中，开轧温度为960℃，终轧温度为798℃，累积压下率为90％，由于热轧过程中，开轧温度和终轧温度太低，则奥氏体再结晶过程中晶粒细化不充分，晶粒尺寸不均匀，影响最终组织，损害了钢板的性能。

对比例4

一种钢板，同实施例1，不同之处在于：

在步骤(3)中，累积压下率为80％，由于在热轧过程中，累计压下率低，则奥氏体在再结晶区和未再结晶区变形不充分，奥氏体晶粒细化不显著，最终组织粗大，导致钢板的性能降低。

对比例5

一种钢板，同实施例1，不同之处在于：

在步骤(4)中，以60℃/s的冷却速率快速冷却至550℃，随后在线加热至650℃卷取，由于热轧后的冷却工艺控制对相变十分关键，如果冷却速度低，则相变驱动力不足，相变后贝氏体板条较粗，降低钢板性能，卷取温度太高，则钢板在卷取过程中析出的碳化物尺寸较大，严重损害钢板的性能。

而本发明中，热轧后，快速冷却至贝氏体区，然后加热到600℃等温，让其在等温过程中Ti-Cr复合微合金析出增强析出强化效果，提高钢板的强度。

对比例6

一种钢板，同实施例1，不同之处在于：

在步骤(4)中，以60℃/s的冷却速率快速冷却至400℃，随后在线加热至600℃卷取，由于冷却速度和终冷温度太低，容易形成马氏体组织，且组织粗大，损害了钢板的性能。

对比例7

一种钢板，同实施例1，不同之处在于：

Si含量为0.7％，Mn含量为2.0％，则其高含量Si元素导致钢板表面控制难度大，Mn元素偏析导致的带状组织等问题，屈服强度低，而本发明通过对Si、Mn含量的控制和调整，能够实现在高抗拉强度高塑性的同时，还具有较高的屈服强度。

对比例8

一种钢板，同实施例1，不同之处在于：

无Ti元素，则板坯再加热过程中奥氏体晶粒容易粗大，恶化钢板性能，同时不利于后续等温过程中碳化物的析出，降低析出强化效果。

对比例9

一种钢板，同实施例1，不同之处在于：

无Cr元素，则在等温过程中仅析出含Ti的碳化物，碳化物数量降低，且碳化物尺寸更大，降低了析出强化效果。

以上所述仅为本发明部分的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其特征在于，所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板含有的原料化学成分及各个原料化学成分的质量百分比为：C：0.06～0.12％；Mn：1.0～2.0％；Si：0.08～0.2％；Ti：0.05～0.13％；Cr：0.7～1.5％；P≤0.02％；S≤0.01％；余量为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其特征在于，所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其微观组织为贝氏体、残余奥氏体和纳米级碳化物，纳米级碳化物弥散分布在贝氏体基体上。

3.根据权利要求2所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其特征在于，贝氏体、残余奥氏体、纳米级碳化物三者体积百分比之和≥95％，纳米级碳化物尺寸主要为3～20nm。

4.根据权利要求1所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其特征在于，所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其屈服强度750MPa以上，抗拉强度1000MPa以上，断后延伸率15％以上。

5.根据权利要求1所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，其特征在于，所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的厚度为2～4mm。

6.权利要求1-5任意一项所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，熔炼制坯：

按照抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板含有的原料化学成分及各个原料化学成分的质量百分比称量原料，熔炼、浇铸制备得到铸锭；将铸锭制备成板坯；其中，抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板，含有的原料化学成分及各个原料化学成分的质量百分比为：C：0.06～0.12％；Mn：1.0～2.0％；Si：0.08～0.2％；Ti：0.05～0.13％；Cr：0.7～1.5％；P≤0.02％；S≤0.01％；余量为Fe及不可避免的杂质；

步骤2，热轧：

(1)将板坯在1225±25℃保温2～3h，得到保温后的板坯；

(2)将保温后的板坯，进行热轧，开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为830～900℃，累积压下率为90％～95％，制得热轧板；其中：热轧前，板坯厚40mm，热轧后，板坯厚2～4mm；

(3)将热轧板，以80～150℃/s的冷却速率，冷却至450～550℃，随后在线加热至600±10℃后卷取，然后在600±10℃热处理炉中保温1h后炉冷至室温，制得抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板。

7.根据权利要求6所述的抗拉强度1000MPa级热轧超高强钢板的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，将铸锭制备成板坯，其工序为将铸锭加热到1225±25℃保温3h，然后在1150℃锻造成40mm厚板坯，然后空冷至室温，总压下量为60％。

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