汽车用冷轧双相钢的生产工艺及组织性能特征

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1、康永林等：汽车用冷轧双相钢的生产工艺及组织性能特征<鞍钢技术>2008年第4期总第352期1冷轧双相钢的生产工艺及国内外生产概况1．1冷轧双相钢的生产工艺冷轧双相钢生产工艺流程图H1见图1所示。冷轧硬板需要经过连续退火或连续热镀锌退火才能得到铁素体马氏体双相组织。现代冷轧双相钢的连续退火工艺曲线如图2a所示。首先将冷轧硬板连续加热到铁素体奥氏体两相区的某个温度，在加热过程中，冷变形组织首先产生回复再结晶。在两相区保温过程中，钢板产生部分奥氏体化。两相区保温后，首先通过缓慢冷却使少量奥氏体重新分解转化为铁素体，在这个过程中，合金元素进一步向残留奥氏体中转移，从而进一步提高了奥氏体的稳定性。在热

2、轧原料p＼倒赠快速冷却过程中，这部分残留奥氏体转化成马氏体而使钢板具有双相组织。快冷后的等温过时效不仅可以对淬硬的马氏体岛进行低温回火以改善其内部畸变，而且可以改善铁素体内元素的固溶状态。热浸镀锌工艺生产双相钢的退火路线与连续退火工艺有所不同(如图2b)，大多数热镀锌生产线均是在两相区奥氏体化后，立即快速冷却到热镀锌温度进行镀锌。有的热镀锌生产线在快冷段前也配备有缓慢冷却段，其作用与连续退火缓冷段基本相同。由于热浸镀锌温度一般在460℃左右，因而快冷的目的主要是避免奥氏体向珠光体转变，在这个过程中，马氏体相变并没有产生，而是在终冷过程中，奥氏体完成了向马氏体的转变。冷硬钢卷南霸袅磷如酸洗一冷

3、轧联合机组连续退火(连续热镀锌)一平整机组图l冷轧双相钢生产工艺流程图一!滋竺础萄慝‘p＼毯赠一蕊爵终冷(A—M)时间／s(b)冷轧双相钢热镀锌退火工艺图2冷轧双相钢的连续退火与热镀锌退火工艺曲线连续退火技术发展的核一心是冷却技术，冷却·能力对冷轧双相钢的生产至关重要。目前连续退火生产线的冷却方式主要有四种KJ，即：新日铁开发的以气体喷射冷却为代表的Nsc—CAPL技术、NKK开发的以水冷和辊冷为代表的NKK—cAL技术，川崎开发的高强力喷射冷却技术KM—CAL以及欧洲冶金中心与比利时柯克利尔共同开发的CRM—cAL。喷气或者强力喷气连续退火生产线可以用于生产强度级别低于780MPa的薄规格

4、冷轧双相钢，但是对于厚度大于2．Omm以及强度级一2一冷轧双相钢成品别大于980MPa的双相钢，为了避免使用昂贵的合金元素，往往需要带水淬或辊冷功能的连续退火生产线。1．2国外冷轧双相钢的研发进展日本的几大钢铁公司以及蒂森克虏伯、安赛乐米塔尔等世界先进钢铁公司一直处于冷轧双相钢研发的前沿，并且与汽车厂合作开展了大量双相钢使用技术研究并使之逐步取代软钢。例如，蒂森克虏伯钢铁公司与戴姆勒一克莱斯勒汽车公司合作采用500MPa级冷轧双相钢制作一款轻负§结复再鼍旧叟／丁隔2008年第4期鞍钢技术ANGANGTECHNOLOGY总第352期荷运动车的门外面板，并表现出比BH钢更好的抗凹陷性能旧j。迄今

5、为止，多数厂家已经掌握了490—780MPa级冷轧双相钢或热镀锌双相钢的生产方法。胍公司由于拥有水淬功能的连续退火线wQ—CAL，冷却速率超过1000℃／s，因此可工业化生产抗拉强度为780～l470MPa的高成型性超高强度钢板"j，并投入商业应用。安赛乐米塔尔也采用缓慢冷却+淬火工艺，在其具有水淬功能的连续退火线上生产出CR590DP、CR780DP、CR980DP双相钢¨1。与普通的热镀锌钢板相比，合金化热镀锌(GA)钢板具有优异的焊接陛、涂装性以及涂装后漆膜耐砂砾冲击性一J，因而得到广泛应用。GA板强度级别的迅速提高也得益于GA双相钢的开发。由于镀层合金化退火后冷却速度低，用传统双相钢

6、成分很难得到满意的双相组织uol。川崎公司通过成分调整，特别是在基板中添加0．15％左右的Mo元素，开发成功了590一980MPa级的GA双相钢，并实现了商业生产。目前GA双相钢已经应用于边梁、侧面构件、横梁、支柱、底盘加强件、油箱支架等汽车车体结构件、加强件以及门内板‘11。12】。在弯曲成型或扩孑L时，铁素体和马氏体之间强度的巨大差异会导致局部的应力集中，从而削弱了双相钢的性能。针对980MPa级冷轧双相钢难以同步提高延展性(觑)和扩孔率(A)的问题，神户制钢公司采用水淬型连续退火装置，独立控制降低马氏体的体积分数和硬度，并添加固溶强化元素强化铁素体以减小与马氏体的硬度差异，开发出了剧与

7、A性能匹配不同的980MPa级冷轧双相钢板，在强度达到l010MPa时，可以保持60％以上的扩孔率¨3J。与此同时，JFE和新日铁¨41也根据觑与A值的不同匹配，开发出3种980MPa级冷轧双相钢，即：(1)传统低屈强比双相钢；(2)具有良好觑一A组合的双相钢；(3)超高A值双相钢(如图3所示)u5l。为了提高780MPa、980MPa级高强冷轧双相钢的焊接性能，Nissan公司和钢铁企业共同开发了低碳含量冷