本發(fā)明屬于軋鋼，特別涉及到一種擴孔性能優(yōu)良的780mpa級高表面質(zhì)量熱軋trip鋼及其制造方法。本發(fā)明的熱軋鋼板主要適用于制造形狀復雜、表面質(zhì)量要求較高的高強汽車零部件。

背景技術(shù)：

1、隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，對鋼材綜合力學性能的要求也越來越高，不僅要求有較高的強度，而且希望同時具有良好的塑性。然而，強度的提高常常伴隨著塑性的降低。高強度結(jié)構(gòu)鋼強度與塑性之間的矛盾一直難以解決。相變誘發(fā)塑性是能同時提高鋼的強度和塑性的一種有效方法。

2、trip鋼，即相變誘發(fā)塑性鋼，它的顯微組織主要是由鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體組成，其具有良好的強度和塑性匹配、高的應變硬化指數(shù)等優(yōu)點，被廣泛應用于汽車制造領域，如汽車的擋板、保險杠、底盤部件、車輪輪輞和車門沖擊梁等部件。目前，冷軋trip鋼已形成商業(yè)化生產(chǎn)及應用，而熱軋trip鋼，由于其生產(chǎn)工藝較難控制，且存在si含量較高導致鋼板表面質(zhì)量較差等問題，還沒有大批量應用。而隨著汽車輕量化發(fā)展，汽車零部件制造工藝也在不斷進步，對鋼板的個性化性能要求也在不斷提升，具有良好擴孔性能的高表面質(zhì)量熱軋trip鋼適用于汽車零部件制造領域發(fā)展要求，應用前景廣泛。

3、專利號為cn107475627a的專利提出了一種基于csp流程的600mpa級熱軋trip鋼及其制造方法，鋼板化學元素成分及其重量百分比為：碳0.14-0.16%、硅0.90-1.20%、錳1.0-1.40%、磷0.07%-0.10%、硫≤0.005%、酸溶鋁0.015-0.060%。鋼板的金相組織為50-65%的鐵素體、25-40%的貝氏體和5～20%的殘余奧氏體；屈服強度為390-450mpa、抗拉強度為600-680mpa、伸長率a80為28-35%，具有良好的強塑性匹配。鋼板成本較低，力學性能優(yōu)良，但化學成分中含有較高的si，會導致鋼板表面質(zhì)量差，影響應用，且專利中沒有提出鋼板的擴孔性能指標。專利號為cn107488814a和專利號cn107557692a的專利分別提出了一種基于csp流程的800mpa級和1000mpa級熱軋trip鋼及其制造方法，鋼板生產(chǎn)成本較低，力學性能優(yōu)良，但化學成分中均含有較高的si，會導致鋼板表面質(zhì)量差，影響應用，同時，鋼板軋制后采用多段式冷卻工藝，工藝復雜難以精確控制，且專利中沒有提出鋼板的擴孔性能指標。專利號為cn101550514a的專利提出了一種熱軋相變誘導塑性鋼板及其制造方法，鋼板采用的化學成分為碳0.18-0.2%、硅0.6-0.7%、錳1.30-1.45%、磷≤0.009%、硫≤0.007%、鋁0.50-0.60%、鈮0-0.04%。鋼板軋后采用空冷+快冷的冷卻模式，獲得的鋼板的抗拉強度達到639mpa以上，強塑積大于18000mpa%。專利提出的鋼板合金成本較低，但成分中含大量的si和al元素，影響鋼板表面質(zhì)量，增加了冶煉難度，且力學性能中未提出擴孔性能指標。專利號為cn106048176a的專利提出了一種基于esp薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)低碳熱軋trip鋼的方法，提出的鋼板通過esp薄板坯連鑄連軋設備進行制備，鋼板采用的化學成分為碳0.06-0.12%、硅1.0-2.0%、錳1.0-2.0%、磷≤0.02%、硫≤0.012%、氮≤0.006%、鉬0.05-0.25%，熱軋精軋出口溫度高于800℃，軋后采用三段冷卻工藝獲得鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體的組織結(jié)構(gòu)，鋼板抗拉強度可達到590mpa以上。專利提出的鋼板具有良好的組織和力學性能，但需要在專業(yè)esp產(chǎn)線進行生產(chǎn)，且成分中含有大量的si元素和mo元素，鋼板表面質(zhì)量差，成本高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)良擴孔性能和良好表面質(zhì)量的780mpa級熱軋trip鋼板及其制造方法，且其制造方法簡單，易于生產(chǎn)。為了獲得具有良好表面質(zhì)量且具有優(yōu)良擴孔性能的780mpa級trip鋼，在表面質(zhì)量控制和提升擴孔性能兩方面進行了相應的成分和生產(chǎn)工藝設計。

2、對于表面質(zhì)量控制，鋼板采用低si成分設計，同時對熱軋鋼板進行濕式噴砂除鱗處理，可使鋼板表面無氧化鐵皮條紋和色差缺陷，鋼板表面粗糙度ra可達到2.0-2.5μm，滿足高品質(zhì)汽車零部件制造要求。

3、對于鋼板的擴孔性能，一方面在冶煉工藝中采用雙聯(lián)工藝，并進行喂線處理，嚴格控制p、s、o、h等雜質(zhì)元素含量，提高鋼板純凈度，降低夾雜物等級；另一方面投入電磁攪拌和輕壓下工藝，改善鑄坯成分偏析，配合熱軋時較高的加熱溫度和時間，控制鋼板中帶狀組織缺陷等級，提高鋼板的擴孔性能。同時，通過合理的成分設計和熱軋工藝制度制定，控制鋼板組織中三相組織比例，且通過nb、si、mn等元素強化鐵素體作用，提高鋼板屈強比，獲得最終的強度、塑性和擴孔性能。

4、本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的：

5、一種擴孔性能優(yōu)良的780mpa級高表面質(zhì)量熱軋trip鋼板，本發(fā)明的化學成分按重量百分比計，包括以下組分：c：0.16-0.18%、si：0.05-0.10%、mn：0.9-1.1%、p：≤0.008%、s：≤0.003%、al：0.02-0.04%、cr：0.20-0.35%、nb：0.02-0.04%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

6、進一步地，si+cr：0.27%-0.45%。

7、進一步地，所述鋼板組織由鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體三相組成，其中鐵素體體積分數(shù)為25-35%、貝氏體體積分數(shù)為50-65%、殘余奧氏體體積分數(shù)為10%-15%。

8、進一步地，所述帶狀組織等級≤1.5級，非金屬夾雜物等級≤1.0級；成品鋼板厚度為3-6mm，表面質(zhì)量良好，無氧化鐵皮條紋和色差缺陷，表面粗糙度ra為2.0-2.5μm。

9、進一步地，所述鋼板的抗拉強度為790-830mpa，屈服強度為595-650mpa，屈強比為0.72-0.82，延伸率a80≥25.0%，擴孔率≥80%。

10、本發(fā)明成分設計理由如下：

11、c：0.16-0.18%

12、c：碳是奧氏體穩(wěn)定化元素，尤其是組織中奧氏體一部分轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體后，其向殘余奧氏體中富集，提高殘余奧氏體穩(wěn)定性，抑制了其向珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變，保證了最終組織中殘余奧氏體的百分含量。本發(fā)明中，碳含量控制在0.16-0.18%之間。

13、si：0.05-0.10%

14、si：有利于促進奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變，是保證鐵素體百分含量的主要元素；硅可固溶到鐵素體基體中，提高鐵素體基體強度，有利于提高鋼板擴孔性能；同時，硅可以抑制貝氏體等溫轉(zhuǎn)變時滲碳體形成，提高奧氏體的碳含量從而提高其穩(wěn)定性。然而，si含量過高會使鋼板表面出現(xiàn)大量氧化鐵皮缺陷，不滿足汽車零部件使用要求。本發(fā)明提出的鋼板成分采用低si成分體系，si含量為0.050%-0.10%。

15、mn：0.9-1.1%

16、mn：錳是奧氏體穩(wěn)定化元素，能顯著提高鋼的淬透性，推遲珠光體轉(zhuǎn)變以及貝氏體轉(zhuǎn)變，同時錳元素還起到固溶強化和細晶作用，可顯著提高鋼板強度和擴孔性能。但mn含量過高，鑄坯易于出現(xiàn)成分偏析，使鋼板出現(xiàn)嚴重帶狀組織問題。因此，本發(fā)明中選定mn含量為0.90%-1.1%。

17、p：≤0.008%

18、p：磷元素在本發(fā)明中為有害雜質(zhì)元素，能顯著降低鋼的韌性，也具有嚴重的偏析傾向，惡化鋼板擴孔性能。因此本發(fā)明中磷含量≤0.008%。

19、s：≤0.003%

20、s：硫易于形成mns等硫化物夾雜，在軋制后形成條帶狀，成為裂紋的起點，惡化鋼板塑性，降低擴孔性能，因此含量越少越好，將其上限定為0.003%。

21、al：0.02-0.04%

22、al：鋁在冶煉過程中起到脫氧定氮作用，但鋁過多會導致大量的鋁系夾雜，降低鋼板擴孔性能。本發(fā)明中al的范圍為0.02%-0.04%。

23、cr：0.20-0.35%

24、cr：鉻是中強碳化物形成元素，顯著提高鋼的淬透性，強烈推遲珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變，促進碳向奧氏體擴散，增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，保證鋼板中存在一定含量的殘余奧氏體。本發(fā)明中cr的最優(yōu)范圍為0.20-0.35%。

25、nb：0.02-0.04%

26、nb：鈮具有顯著的細晶強化和析出強化的作用。在本發(fā)明中，加入nb還能夠提高殘余奧氏體的含量及碳在殘余奧氏體中的濃度。本發(fā)明中nb的最優(yōu)范圍為0.02-0.04%。

27、si+cr：0.27%-0.45%

28、硅和鉻元素在本發(fā)明中具有一個共同的作用，即增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，保證鋼板組織中存在一定含量的殘余奧氏體，從而使鋼板具備良好的trip效應。本發(fā)明中si+cr的范圍為0.27%-0.45%。

29、本發(fā)明技術(shù)方案之二是提供一種擴孔性能優(yōu)良的780mpa級高表面質(zhì)量熱軋trip鋼板的制造工藝包括冶煉、加熱、軋制、冷卻、卷取、濕式噴砂除鱗工序，具體包括以下步驟：

30、（1）冶煉：采用rh+lf雙聯(lián)工藝，鋼水lf精煉后進行喂si-ca線處理，喂線速度≥3.5m/s，喂線量：(1.6-2.0)m/t；rh處理目標:[h]≤1.5ppm，[o]≤10ppm；鋼水吹氬時間≥8min，鋼水鎮(zhèn)靜時間25-30min；連鑄過程中投入電磁攪拌和輕壓下技術(shù)，防止鑄坯中心偏析、疏松等缺陷，減少鋼板帶狀組織缺陷發(fā)生，電磁攪拌電流為400安培，頻率為5赫茲，輕壓下壓下量大于4.5mm；

31、（2）加熱工藝：將170-230mm厚的鑄坯加熱到1250-1260℃，均熱時間為50-70分鐘，加熱爐采用還原性氣氛，空燃比為(1.8-2.0):1。較高的加熱溫度和較長的均熱時間可以使鑄坯成分充分均勻，降低成品鋼板帶狀組織等級高的風險，但也需進行適當控制，保證原始奧氏體晶粒細??；

32、（3）軋制及冷卻工藝：鋼板終軋溫度為820-850℃，終軋后采用連續(xù)冷卻工藝，冷卻速度為25-35℃/s，將鋼板冷卻至430-460℃后卷取并空冷至室溫，成品鋼板厚度為3-6mm。鋼板終軋溫度較低，可細化組織，同時提升奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變驅(qū)動力，在冷卻速度范圍內(nèi)形成一定含量的鐵素體；軋后冷卻速度過慢，組織中鐵素體含量高，鋼板強度達不到要求，且易于形成珠光體組織，而冷速過快，組織中鐵素體含量少，鋼板塑性差，軋后采用連續(xù)冷卻易于實現(xiàn)，生產(chǎn)控制簡單；鋼板在在430-460℃范圍內(nèi)卷取并空冷至室溫過程中，組織中殘余奧氏體大部分轉(zhuǎn)化為貝氏體，剩余一部分保留到顯微組織中，從而獲得三相組織，并實現(xiàn)鋼板力學性能特征。

33、（4）濕式噴砂除鱗工藝：鋼卷冷卻至室溫后進行濕式噴砂除鱗處理鋼板表面，主要工序為開卷、拉矯、噴砂除鱗處理、卷取。鋼板開卷張力20-35kn，拉矯延伸率0.8-1.0%，行進速度為25-30m/min，鋼砂硬度為hrc＞70，噴砂電機轉(zhuǎn)速2300-2500rpm，卷取張力為80-100kn。

34、本發(fā)明有益效果在于：

35、采用低si成分設計，配合濕式噴砂除鱗工藝，獲得了高表面質(zhì)量鋼板，鋼板表面無氧化鐵皮條紋、色差缺陷，鋼板表面粗糙度ra為2.0-2.5μm。

36、2.?通過合理成分設計和生產(chǎn)工藝配合，鋼板具有良好的強度-塑性-擴孔性能匹配，擴孔率可達到80%以上，滿足復雜汽車零部件制造要求；

37、3.?成分中不含mo等貴重合金，成本較低，且生產(chǎn)方法簡單，易于實施。

38、4.鋼板的抗拉強度為790-830mpa，屈服強度為595-650mpa，屈強比為0.72-0.82，延伸率a80≥25.0%；成品鋼板厚度為3-6mm。

39、5.鋼板組織由鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體三相組成，其中鐵素體體積分數(shù)為25-35%、貝氏體體積分數(shù)為50-65%、殘余奧氏體體積分數(shù)為10%-15%；帶狀組織等級≤1.5級，非金屬夾雜物等級≤1.0級。