專利名稱：一種超高強(qiáng)度冷軋鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超高強(qiáng)度冷軋鋼，特別是具有高加工性的超高強(qiáng)度冷軋帶鋼或鋼板， 以及它們的制造方法。
背景技術(shù)：
在汽車工業(yè)中，生產(chǎn)轎車時(shí)，大量使用冷軋鋼板。出于減重的需要，要求對(duì)鋼板進(jìn) 行減薄。同時(shí)，出于對(duì)安全的要求，對(duì)車身剛度的要求也不斷提高。因此冷軋高強(qiáng)度的鋼板 在汽車制造方面有較好的應(yīng)用前景。冷軋超高強(qiáng)度鋼特別適于汽車安全件的制造，如門防 撞桿、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)等。目前，超高強(qiáng)度鋼均采用相變強(qiáng)化的手段，在連續(xù)退火時(shí)采用較快速 的冷卻，以獲得不等量的馬氏體，分別稱為雙相鋼和馬氏體鋼。公開號(hào)為US20030005986A的美國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種超高強(qiáng)度冷軋鋼及其制 造方法。其化學(xué)成分為c 0. 01 0. 07%，Si彡0. 30%，1. 6 2. 5%的Mn、Cr或Mo， P^O. 10%, S^O. 01%, N^O. 005%, Al 0. 01 0. 10%，其它為 Fe 和不可避免雜質(zhì)組 成。該文獻(xiàn)公開的技術(shù)通過在Ar3以上溫度熱軋，卷取，冷軋，在Ac3(完全奧氏體化溫度) 以上退火，以20°C /s冷速冷卻到68 750°C之間，然后以大于500°C /s冷卻到50°C后，在 100 250°C之間回火3分鐘以上，平整后，可以獲得抗拉強(qiáng)度880 1170MPa的擴(kuò)孔率在 75%以上的超高強(qiáng)度鋼。公開號(hào)為EP1512762A1的歐洲專利申請(qǐng)公開了一種超高強(qiáng)度鋼及其制造方法。其 化學(xué)成分為c 0. 07 0. 15%, Si 0. 7 2%，Mn 1. 8 3%，P 彡 0. 02%, S^O. 01%, 彡 0. 005% N, Al 0. 01 0. 10%, B 0. 0003 0. 003%, Ti 0. 003 0. 03%, Mo 0. 1 1%，其它為Fe和不可避免雜質(zhì)組成。該文獻(xiàn)公開的技術(shù)通過在Ar3以上溫度熱軋，卷取， 冷軋，在800 870°C退火，慢冷到650 750°C，再?gòu)?50 750°C，以500°C /s以上的冷 速冷卻到100°C后，在325 425°C回火5 20分鐘，平整后，可以獲得抗拉強(qiáng)度為980MPa 的超高強(qiáng)度鋼。公開號(hào)為JP6-271942A的日本專利申請(qǐng)公開了一種抗拉強(qiáng)度在IOOkgf以上的超 高強(qiáng)度冷軋鋼板的制造方法。其化學(xué)成分為c 0. 1 0. 3%，Si彡1%，Mn 1 3. 0%， P 彡 0. 02%, S 彡 0. 01%, Al 0. 01 0. 05%, N ^ 0. 005%, B0. 0003 0. 003%，以及含有 Ti 0. 005 0. 05%,Nb 0. 005 0. 05%,V 0. 01 0. 中的一種或兩種以上。該文獻(xiàn)公 開的技術(shù)通過熱軋、冷軋，在Ac3以上加熱保溫處理后，以10 40°C /s的冷速冷卻到450 650°C，再以100°C /s以上的冷速冷卻到350°C以下，然后在350°C以下保溫30 600s。公開號(hào)為JP2004308002A的日本專利申請(qǐng)公開了一種1180MPa的超高強(qiáng)度鋼的制 造方法，其化學(xué)成分為c 0. 06 0. 6%,Si+Al 0. 50 3%，Mn :0. 5 3. 0%,P^0. 15%, S ( 0. 02%，其它為Fe和不可避免雜質(zhì)組成。該文獻(xiàn)公開的技術(shù)采用A3 1100°C之間保 溫10s，以30°C /s以上的冷卻速度冷卻到Ms點(diǎn)以下。該技術(shù)的鋼具有良好的延伸率和抗 氫脆延遲開裂的特點(diǎn)。公開號(hào)為JP2004231992A的日本專利申請(qǐng)公開了一種超高強(qiáng)度鋼的制造方法，其化學(xué)成分為c 0. 05 0. 3 %，Si 0. 01-3 %, Mn 0. 01 4. 0 %，P 0. 0001-0. 20 %, S 彡 0. 02 %，Al :0. 01 3. 0 %，N 0. 0001 0. 01 %，Ni 0. 001 5. 5 %，Cu 0. 001 3. 0%,Cr 0. 001 5. 0%,Mo 0. 005-5%，其它為Fe和不可避免雜質(zhì)組成。該工藝采用熱 軋和冷軋后，在600 950°C再結(jié)晶退火，然后平整。該技術(shù)的鋼具有良好抗氫脆延遲開裂 的特點(diǎn)。公開號(hào)為JP2004-263270A的日本專利申請(qǐng)公開了一種抗拉強(qiáng)度在980MPa 以上的超高強(qiáng)度冷軋鋼板的制造方法，其化學(xué)成分為C 0. 12 0. 18%, Si 0. 2 0. 8 %，Mn :2· 2 3. 0 %，P 彡 0. 018 %，S 彡 0. 003 %，Al 彡 0. 05 %，N 彡 0. 005 %，Ti 0. 001 0. 03 %，此外還有 Nb 彡 0. 001 0. 05 %，B 0. 0001 0. 005 %，同時(shí) Mn 滿 足-100 [C]+15 ^ Mn ^ -100 [C]+20，其它為Fe和不可避免雜質(zhì)組成。鋼經(jīng)過熱軋、冷軋，在 加熱保溫處理后，以10 100°C /s的冷速冷卻到(Ms-IOO) (Ms+50)之間進(jìn)行保溫處理 60 240s。US20030005986A、 JP2004308002A、 JP2004231992A、 JP2004-263270A 禾口 EP1512762A1公開的技術(shù)涉及的超高強(qiáng)度鋼的制造方法，在進(jìn)行連續(xù)退火時(shí)，分別采用水 冷、噴水霧和氣體冷卻等冷卻方式獲得馬氏體組織。水冷卻的冷卻速率高于500°C /s，水霧 冷卻速度在100 200°C /s，噴氣氣體冷卻速度則只有幾十度每秒。高的冷卻速率下(如 水淬)，獲得同樣的強(qiáng)度僅需添加較少的合金元素，但技術(shù)難度大，高溫下進(jìn)行快速冷卻，板 形難控制，易造成無法通板(即無法暢通通過)的生產(chǎn)問題，產(chǎn)品的板形也差，內(nèi)應(yīng)力大，影 響后續(xù)加工(如剪切、分條、成形等)。低的冷卻速度，則需要加入較多的合金元素含量，造 成成本升高。同時(shí)由于鋼板非淬火狀態(tài)的硬度大大升高，因此生產(chǎn)難度大，產(chǎn)品成本高，另 外焊接性也較差。以上涉及超高強(qiáng)度鋼板的技術(shù)要么通過極高的冷卻速度(如水淬)，以減少合金 元素的添加量；要么就采用較常規(guī)的冷速，鋼中添加較多的合金元素。前者，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備 (連續(xù)退火機(jī)組)技術(shù)要求極高，生產(chǎn)的鋼板容易出現(xiàn)板形較差的問題，鋼板內(nèi)易殘留較大 內(nèi)應(yīng)力；后者由于需要加Cr、Mo等貴重元素，因此使成本提高，浪費(fèi)了資源，同時(shí)使焊接性 下降。另外，超高強(qiáng)度鋼板一般用于結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)等尺寸較小的件，因此鋼廠出品的鋼卷 通常還需要縱切分條等后續(xù)加工。由于超高強(qiáng)度鋼的板形差、硬度高、內(nèi)應(yīng)力大，縱切或落 料時(shí)容易發(fā)生翹曲，刀具磨損過快或損壞，這會(huì)造成后續(xù)加工的失敗或使加工難度增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有高加工性的超高強(qiáng)度冷軋鋼，特別是帶鋼或鋼 板。本發(fā)明通過合理的成分設(shè)計(jì)配合以改良工藝設(shè)計(jì)，制造抗拉強(qiáng)度在980MPa以上 的超高強(qiáng)度鋼，而且在制造過程中既能兼顧良好的板形，同時(shí)，又保證較快的冷卻速率，以 起到節(jié)約合金元素的目的。本發(fā)明中的“高加工性”是指超高強(qiáng)度帶鋼或鋼板易于切邊或分條，對(duì)刀具的要求 較低；鋼板板形較好，內(nèi)應(yīng)力小，分條后不易翹曲。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的低碳超高強(qiáng)度冷軋帶鋼或鋼板的化學(xué)成分為C 0. 08 0. 18wt%,Si 0. 1 0. 6wt%,Mn :1· 4 2. 4wt%,P ( 0. 02wt%,S ( 0. 005wt%, Al :0. 01 0. 05%, N ( 0. 006wt%, Cr :0. 1 0. 4%, B/N :0. 2 0. 77，其它為 Fe 和不可
避免雜質(zhì)。其微觀結(jié)構(gòu)主要由馬氏體組成，也存在一定量的鐵素體，不排除存在少量貝氏體 的可能。進(jìn)一步地，為使本發(fā)明更容易實(shí)現(xiàn)以及進(jìn)一步提高本發(fā)明超高強(qiáng)度鋼的焊接 性，優(yōu)選 C 0. 08 0. 16wt %, Si 0. 1 0. 4wt %，Mn 1· 6 2. 2wt %，P 彡 0. Olwt %, S 彡 0. 003wt%, Al 0. 02 0. 04%, N 彡 0. 005wt%, Cr 0. 1 0. 3%, B/N 0. 3 0. 7。為了進(jìn)一步改善本發(fā)明超高強(qiáng)度鋼的切削性能，有利于帶鋼切成鋼板，以及鋼板 的縱切分條加工，在上述鋼化學(xué)成分基礎(chǔ)上還添加Se和Bi中的一種或兩種，其中Se的添 加量為0. 01 0. 03%, Bi的添加量為0. 02 0. 04%。本發(fā)明根據(jù)以下原理選擇化學(xué)成分及范圍C在雙相鋼中起到提高馬氏體硬度的作用，如果含碳量過低，馬氏體硬度不足。C 含量過高則不利于焊接性。本發(fā)明中，設(shè)計(jì)了屬于低碳范疇的含碳量，有利于焊接，但碳的 添加量又能夠滿足在特定的工藝條件下獲得超高強(qiáng)度的要求。因此本發(fā)明超高強(qiáng)度鋼中碳 的含量為0. 08 0. 18 %，優(yōu)選為0. 08 0. 16 %。Si在鋼中具有抑制碳化物析出，改善馬氏體抗回火性的作用，有利于回火過程中， 保持馬氏體的硬度。但是Si過高會(huì)導(dǎo)致鋼板表面質(zhì)量下降。因此本發(fā)明超高強(qiáng)度鋼中硅 含量為0. 1 0. 6wt%，優(yōu)選為0. 1 0. 4wt%。Mn對(duì)于淬透性有顯著影響，可以促進(jìn)馬氏體的形成，有利于提高鋼的強(qiáng)度。本發(fā)明 超高強(qiáng)度鋼中Mn含量控制在1. 4 2. 4wt%，優(yōu)選1. 6 2. 2%。P、S在鋼中為雜質(zhì)元素。控制較低的P、S有利于提高性能。在本發(fā)明超高強(qiáng)度鋼 中控制 P 彡 0. 02wt%, S 彡 0. 005wt%，優(yōu)選控制 P 彡 0. 01wt%, S 彡 0. 003wt%。Al在鋼中起脫氧作用和細(xì)化晶粒的作用。在本發(fā)明超高強(qiáng)度鋼中控制Al為 0. 01 0. 05%，優(yōu)選為 Al 0. 02 0. 04%。N是冶煉過程中存在的元素，需要將其控制在一定的范圍。在本發(fā)明超高強(qiáng)度鋼中 控制N彡0. 006wt %，優(yōu)選為N彡0. 005wt %。B的添加低于B/N化學(xué)計(jì)量比，B和鋼中含的氮結(jié)合形成BN。由于以化合物形式 存在，B不提高鋼的淬透性。形成的BN有利于作為吸收氫的陷阱，從而改善鋼的抗延遲開 裂特性。在本發(fā)明超高強(qiáng)度鋼中控制B/N :0. 2 0. 77，優(yōu)選為B/N :0. 3 0. 7。Se和Bi在鋼中起到改善切削特性的功能，可以使超硬的超高強(qiáng)度鋼在縱切分條 時(shí)，切面毛刺減少，分條質(zhì)量提高，對(duì)刀具的要求和對(duì)刀具的磨損相應(yīng)降低。為了改善切削 特性，本發(fā)明超高強(qiáng)度鋼中可以選用Se和Bi中的一種或兩種，當(dāng)添加Se和/或Bi時(shí)，Se 的添加量控制在0. 01 0. 05%，Bi的添加量控制在0. 02 0. 05%。本發(fā)明的另一目的是提供一種超高強(qiáng)度冷軋帶鋼的制造方法。本發(fā)明的超高強(qiáng)度冷軋帶鋼通過如下工藝流程完成冶煉一澆鑄一熱軋一酸洗一 冷軋一連續(xù)退火。其中，冶煉采用本領(lǐng)域已知的，在冷軋帶鋼或鋼板中所用的常規(guī)冶煉方式進(jìn)行，如 轉(zhuǎn)爐冶煉或轉(zhuǎn)爐冶煉加爐外精煉，優(yōu)選轉(zhuǎn)爐冶煉加爐外精煉，但不僅僅限于此，也可以采用 其他適合的任何冶煉方式。
澆鑄采用本領(lǐng)域已知的，在生產(chǎn)冷軋帶鋼或鋼板中所用的常規(guī)澆鑄方式進(jìn)行，如 連鑄或模鑄，優(yōu)選連鑄，但不僅僅限于此，也可以采用其他適合的任何澆鑄方式。熱軋采用本領(lǐng)域已知的，在生產(chǎn)冷軋帶鋼或鋼板中所用的常規(guī)熱軋方式進(jìn)行，包 括再加熱、除鱗、粗軋、精軋、冷卻和卷取工序，優(yōu)選地再加熱溫度為1180 1250°C，終軋溫 度為830 930°C，卷取溫度為550 650°C。但不僅僅限于此，也可以根據(jù)需要采用其他 適合的任何熱軋方式。冷軋采用本領(lǐng)域已知的，在生產(chǎn)冷軋帶鋼或鋼板中所用的常規(guī)冷軋方式進(jìn)行，如 采用5機(jī)架連續(xù)軋制，優(yōu)選地冷軋壓下率為40 70%。但不僅僅限于此，也可以根據(jù)需要 采用其他適合的任何冷軋方式。酸洗采用本領(lǐng)域已知的，在生產(chǎn)超高強(qiáng)度冷軋帶鋼或鋼板中所用的常規(guī)酸洗方式 進(jìn)行，如弱酸洗。但不僅僅限于此，也可以根據(jù)需要采用其他適合的任何酸洗方式。本發(fā)明的超高強(qiáng)度冷軋帶鋼或鋼板的制造中，連續(xù)退火是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的關(guān)鍵步驟。連續(xù)退火采用780 880°C保溫(保溫時(shí)間采用40 300s)，并以10 30°C /s 的速度噴氣冷卻到700 750°C，然后以60 200°C /s冷速高速噴氣冷卻到550 640°C， 接著水淬(冷速大于500°C/s)到100°C以下，最后，再加熱至150 250°C回火60 300s 后，經(jīng)過弱酸洗，再經(jīng)過0 0. 6%平整。優(yōu)選的連續(xù)退火工藝為780 850°C保溫，并以10 30°C /s速度噴氣冷卻到 700 750°C，然后以100 200°C /s冷速高速噴氣冷卻到580 620°C，然后水淬(冷速 大于500°C /s)到100°C以下，最后，再加熱至180 220°C回火60 200s后，經(jīng)過弱酸洗，
再經(jīng)過0 0.4%平整。本發(fā)明的鋼經(jīng)過上述處理，在低碳和添加少量合金元素的情況下，就可以獲得超高強(qiáng)度鋼980MPa以上的抗拉強(qiáng)度，特別是980 1400MPa之間的抗拉強(qiáng)度。同時(shí)，可以獲 得較好的板形和較小的內(nèi)應(yīng)力，鋼板在縱切分條時(shí)，變形和翹曲小，切口整齊，毛刺少，易于 加工。此外，通過加入易切削元素，改善后續(xù)切板性能，使鋼板切斷的邊緣質(zhì)量提高，同時(shí)減 少縱切或橫切時(shí)的刀具消耗。在本發(fā)明中選擇連續(xù)退火工藝條件的理由具體描述如下對(duì)于保溫溫度780 880°C保溫。如果溫度低于780°C，則不能形成足夠的奧氏 體，如果溫度超過880°C，則沒有必要而且浪費(fèi)能源。對(duì)于第一段冷卻以10 30°C /s速度噴氣冷卻到700 750°C。該段冷卻既要 保證奧氏體少分解，又要保證高溫下板形不變差。冷速過慢奧氏體會(huì)分解，冷速過快對(duì)板形 不利。溫度過低造成奧氏體過多分解，溫度過高，則下一階段冷速更快，不利于板形。對(duì)于第二段冷卻從700 750°C，以60 200°C /s冷速高速噴氣(如高氫含量 的氮?dú)浠旌蜌怏w)冷卻到550 640°C。該段奧氏體分解驅(qū)動(dòng)力(奧氏體轉(zhuǎn)變成鐵素體和 珠光體的驅(qū)動(dòng)力)較大，因此必須加大冷速。同時(shí)，雖然溫度有所降低，但畢竟仍處于較高 溫度區(qū)域，冷速也不能過快，以保證板形良好。冷速過低奧氏體易分解，冷速過快不利于板 形。如果溫度低于550°C，部分奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)變成非馬氏體組織，不利于強(qiáng)度。如果溫度高于 640°C，在后續(xù)水淬時(shí)仍容易造成板形不好。對(duì)于第三段冷卻從550 640°C開始水淬(冷速大于500°C /s)到100°C以下。從這個(gè)較低的溫度區(qū)間開始水淬，既有利于改善板形，又能獲得充分的馬氏體，以保證強(qiáng)度。 溫度過高不利于板形，溫度過低不利于強(qiáng)度。過時(shí)效和平整加熱至150 250°C回火60 300s后，經(jīng)過弱酸洗，再經(jīng)過0 0. 6%平整。低的過時(shí)效溫度不利于韌性，過高的過時(shí)效溫度易造成鋼的強(qiáng)度下降。本發(fā)明通過合理的成分設(shè)計(jì)并配以改良的工藝過程，在適中的碳和合金元素的含 量下，獲得超高強(qiáng)度冷軋鋼。既避免了高溫快速冷卻造成的板形不良等難題，又根據(jù)鋼在不 同介質(zhì)中冷卻曲線的特點(diǎn)和鋼的相變特點(diǎn)，合理調(diào)整了不同階段冷卻速率。在板形很容易 變差，而奧氏體分解緩慢的高溫區(qū)，采用了冷速較低的普通噴氣冷卻；在板形較容易變差， 而奧氏體較快分解的中溫區(qū)域，采用了冷速較快的高氫含量氮?dú)浠旌蜌怏w高速噴氣冷卻； 在板形較易保證而需要快速淬火成馬氏體的較低溫度區(qū)間，采用了速度最快的水淬冷卻。 這樣既保證了鋼能夠充分淬硬，同時(shí)鋼板具有較好的板形和較小的內(nèi)應(yīng)力。另外，還通過在 鋼中添加Se、Bi等提高切削加工性的元素，有利于改善鋼在后續(xù)加工時(shí)的性能，如縱切分 條和落料等。既有利于產(chǎn)品質(zhì)量，也減少了對(duì)刀具的磨損?？梢?，本發(fā)明的成分設(shè)計(jì)配合以改良的工藝設(shè)計(jì)獲得的超高強(qiáng)度鋼，不僅可以避 免高溫快速冷卻造成的板形不良等難題，還可以保證鋼能夠充分淬硬。這樣可以保證鋼板 較好的板形和較小的內(nèi)應(yīng)力的同時(shí)有利于改善鋼在后續(xù)加工時(shí)的特性。利用本發(fā)明的制造 方法，兼顧了水淬高強(qiáng)鋼的低合金元素的特點(diǎn)，還改善了超高強(qiáng)鋼后續(xù)加工時(shí)內(nèi)應(yīng)力造成 的板形差和硬度高難加工的問題。還通過添加Se、Bi等元素改善本發(fā)明超高強(qiáng)度帶鋼及鋼 板的剪切加工性。按照本發(fā)明的成分設(shè)計(jì)和工藝大大提高了制造超高強(qiáng)度帶鋼及鋼板的可行性、經(jīng) 濟(jì)性和產(chǎn)品的使用性能。從這幾個(gè)角度而言，均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明的超高強(qiáng)度鋼可以 應(yīng)用于汽車制造的結(jié)構(gòu)或加強(qiáng)的零件，具有一定的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較為具體的說明。表1中是Al A5實(shí)施例的化學(xué)成分。表1發(fā)明鋼的化學(xué)成分，Wt%
7 具有表1所示化學(xué)成分的試驗(yàn)鋼A1-A5是通過以下過程制造的冶煉、澆鑄和鍛造后得到40mm厚度的鋼坯；將該鋼坯加熱到1200°C，進(jìn)行熱軋，終 軋溫度是830 930°C，得到熱軋帶鋼，并模擬550 650°C卷?。凰嵯春?，以40 70%的 壓下率進(jìn)行冷軋；加熱到780 880°C進(jìn)行保溫，并以10 30°C /s的速度用氣體(氮?dú)饣?含5%以下H2的氮?dú)浠旌蠚怏w)冷卻到700 750°C，然后以60 200°C /s的速度用高速噴氣(如高氫含量的氮?dú)浠旌蜌怏w或氦氫混合氣體)冷卻到550 640°C，然后水淬(冷速 大于500°C )到100°C以下，最后，再加熱到150 250°C回火60 300s后，經(jīng)過弱酸洗，再 經(jīng)過0 0.6%平整。本發(fā)明鋼采用了三段式冷卻工藝，各個(gè)實(shí)施例鋼的冷卻工藝情況如表2所示。如上所述經(jīng)冶煉、熱軋、冷軋、退火和平整后得到的本發(fā)明鋼，其強(qiáng)度見表3所示。從表3可以看出，按照本發(fā)明的成分設(shè)計(jì)和工藝過程可以制造出抗拉強(qiáng)度在 980-1400MPa之間的高加工性的超高強(qiáng)度鋼。按照本發(fā)明鋼的成分設(shè)計(jì)和工藝，得到的鋼板或帶鋼，其微觀結(jié)構(gòu)主要由馬氏體 組成，同時(shí)含有一定量的鐵素體，另外不排除含有少量貝氏體的可能。由于高溫階段采用 了氣體冷卻和高速噴氣冷卻，因此，鐵素體中固溶碳相對(duì)水淬較低，容易獲得低屈強(qiáng)比的性 能。同時(shí)高溫區(qū)冷卻均勻，故板形良好，性能也較均勻。此外由于加入了 Se、Bi等易切削元 素，鋼板易于實(shí)施剪切、分條等加工，降低了刀具的損耗，提高了剪切質(zhì)量。
9 本發(fā)明鋼在進(jìn)行第一段冷卻時(shí)，由于溫度較高，奧氏體分解驅(qū)動(dòng)力不大，采用了冷 速較低的氣體冷卻。這足以保證奧氏體基本不分解，同時(shí)氣體冷卻均勻性好，有利于板形。
而采用水淬等快速一段式冷卻工藝，在高溫區(qū)水淬，冷速過高，冷卻不均勻，易造成鋼板板 形的急劇劣化。本發(fā)明鋼進(jìn)行第二段冷卻時(shí)，溫度相對(duì)降低，奧氏體分解驅(qū)動(dòng)力較大，需要 采用更高的冷速，同時(shí)板形也較容易保證。故采用冷速更高且均勻的高氫噴氣冷卻。該段如 采用水淬，板形仍然不好，如果采用較慢的氣體冷卻，雖然對(duì)板形有利，但奧氏體容易分解， 故不得不增加合金元素添加量。本發(fā)明鋼在進(jìn)行第三段冷卻時(shí)，溫度已經(jīng)較低，奧氏體分解 驅(qū)動(dòng)力很大，采用水淬可以使過冷奧氏體全轉(zhuǎn)變成馬氏體。同時(shí)由于溫度較低，板形較容易 控制。此時(shí)，采用一段式水淬冷卻的鋼板在高溫區(qū)板形已經(jīng)嚴(yán)重劣化，經(jīng)此階段冷卻板形仍 然很差。而采用氣體冷卻的工藝，本身就冷速低，加之低溫區(qū)域冷速更低，很難保證奧氏體 淬成馬氏體，故不得不加入大量的合金元素，以保證淬透性。如表4-1，表4-2所示，本發(fā)明的鋼與現(xiàn)有技術(shù)的鋼比較可見，本發(fā)明通過合理的 成分設(shè)計(jì)配合以改良的工藝設(shè)計(jì)，在適中碳和合金元素的含量下，獲得超高強(qiáng)度鋼，可以避 免高溫快速冷卻造成的板形不良等難題，又根據(jù)鋼在不同介質(zhì)中冷卻曲線的特點(diǎn)和相變特 點(diǎn)，合理調(diào)整了不同階段冷卻速率，保證了鋼能夠充分淬硬。這樣可以保證鋼板較好的板形 和較小的內(nèi)應(yīng)力。同時(shí)，鋼中添加了 Se、Bi等元素，有利于改善鋼在后續(xù)加工時(shí)的特性，如 縱切分條、或落料等。既有利于產(chǎn)品質(zhì)量，如改善切口毛刺等，也減少了對(duì)刀具的磨損。本 發(fā)明的制造方法，兼顧了水淬高強(qiáng)鋼的低合金元素的特點(diǎn)，同時(shí)，可以大大改善高溫區(qū)水冷 造成的板形較差的問題。還改善了超高強(qiáng)鋼后續(xù)加工時(shí)內(nèi)應(yīng)力造成的板形差和硬度高難加 工的問題?？梢源蟠筇岣咧圃炜尚行?、經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品的使用性能，從這幾個(gè)角度而言，均優(yōu) 于現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明的超高強(qiáng)度鋼可以用于汽車制造中的結(jié)構(gòu)或加強(qiáng)的零件，具有一定的應(yīng)用 前景。以上通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但不僅僅限于這些實(shí)施例，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以有更多變化的或改進(jìn)的其他實(shí)施例，而且這些變化和 改進(jìn)都應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍。
1權(quán)利要求
一種超高強(qiáng)度冷軋鋼，其按重量百分比計(jì)的化學(xué)成分為C0.08～0.18wt％，Si0.1～0.6wt％，Mn1.4～2.4wt％，P≤0.02wt％，S≤0.005wt％，Al0.01～0.05％，N≤0.006wt％，Cr0.1～0.4％，B/N0.2～0.77，其它為Fe和不可避免雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)度冷軋鋼，其特征在于，C:0.08 0.16wt%，Si: 0. 1 0. 4wt%, Mn 1. 6 2. 2wt%, P 彡 0. 01wt%, S 彡 0. 003wt%, Al :0· 02 0· 04%, N 彡 0. 005wt%, Cr 0. 1 0. 3%, Β/Ν 0. 3 0. 7。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超高強(qiáng)度冷軋鋼，其特征在于，還添加Se和Bi中的一種或 兩種，其中 Se 0. 01 0. 05%和 / 或 Bi 0. 02 0. 05%。
4.如權(quán)利要求1 3中任一所述的超高強(qiáng)度冷軋鋼，其特征在于，所述鋼為帶鋼或鋼 板，其抗拉強(qiáng)度為980MPa以上。
5.如權(quán)利要求4所述的超高強(qiáng)度冷軋鋼，其特征在于，所述的鋼板抗拉強(qiáng)度為980 HOOMPa0
6.如權(quán)利要求1 5中任一所述的超高強(qiáng)度冷軋鋼的制造方法，包括如下步驟冶煉、澆鑄、熱軋和冷軋；以及連續(xù)退火780 880°C保溫，以10 30°C /s的速度用氣體冷卻到700 750°C，然后 以60 200°C /s的冷速噴氣冷卻到550 640°C，然后以冷速大于500°C /s冷卻到100°C 以下，最后再加熱到150 250°C回火60 300s后，經(jīng)過弱酸洗，再經(jīng)過0 0. 6%平整。
7.如權(quán)利要求6所述的超高強(qiáng)度冷軋鋼的制造方法，其特征在于，連續(xù)退火800 850°C保溫，以10 30°C /s的速度用氣體冷卻到700 750°C，然后以100 200°C /s的 冷速噴氣冷卻到580 620°C，然后以冷速大于500°C /s冷卻到100°C以下，最后再加熱到 150 200°C回火60 200s后，經(jīng)過若酸洗，再經(jīng)過0 0. 4%平整。
8.如權(quán)利要求6或7所述的超高強(qiáng)度冷軋鋼的制造方法，其特征在于，熱軋的終軋溫度 為830 930°C，卷取溫度為550 650°C。
9.如權(quán)利要求6 8中任一所述的超高強(qiáng)度冷軋鋼的制造方法，其特征在于，冷軋壓下 率為40 70%。
全文摘要
一種超高強(qiáng)度冷軋帶鋼或鋼板，其按重量百分比計(jì)的化學(xué)成分為C0.08～0.18％，Si0.1～0.6％，Mn1.4～2.4％，P≤0.02％，S≤0.005％，Al0.01～0.05％，N≤0.006％，B/N0.2～0.77，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。該超高強(qiáng)度冷軋鋼板的制造方法，包括如下步驟熱軋終軋溫度為830～930℃，卷取溫度為550～650℃；冷軋壓下率為40～70％；連續(xù)退火780～880℃保溫，以10～30℃/s的速度用氣體冷卻到700～750℃，然后以60～200℃/s的冷速噴氣冷卻到550～640℃，然后以冷速大于500℃/s冷卻到100℃以下，最后再加熱到150～250℃回火60～300s后，經(jīng)過弱酸洗，再經(jīng)過0～0.6％平整。這樣得到的具有高加工性的超高強(qiáng)度帶鋼或鋼板可應(yīng)用于汽車制造結(jié)構(gòu)或加強(qiáng)的零件。
文檔編號(hào)C22C38/38GK101871078SQ20091004998
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者朱曉東, 李旭飛 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司