500MPa级抗自然时效的增强成形性热镀锌双相钢及制备方法与流程

本申请涉及钢材制备，尤其涉及500mpa级抗自然时效的增强成形性热镀锌双相钢及制备方法。

背景技术：

1、随着汽车轻量化与安全标准的不断提升，车身外覆盖件对材料性能提出了更高要求。传统软钢及低合金高强钢在强度、成形性与轻量化效果上难以兼顾，为此，兼具较高强度与良好成形潜力的500mpa级增强成形性热镀锌双相钢成为重要发展方向。该类钢通过在铁素体-马氏体基体中引入一定量残余奥氏体，可同时提升强度与塑性，有望满足汽车外板对轻量化、抗凹陷性及复杂成形性的综合需求。

2、然而，将500mpa级增强成形性热镀锌双相钢实际应用于汽车外板时，需同时满足高扩孔成形性、低自然时效敏感性以及稳定的高延伸率且无屈服平台这三项相互制约的性能要求。现有技术方案往往仅侧重其中一两个方面，难以系统解决热镀锌双相钢在仓储、运输至冲压前的时效过程中力学性能波动的问题，易导致冲压稳定性下降与表面缺陷风险，制约了该类钢在高表面要求外板上的规模化应用。

3、针对上述难题，现有探索路径各有侧重：有的方案致力于通过成分与组织设计优化热镀锌双相钢的即时成形与扩孔性能，但缺乏对自然时效稳定性的系统性调控；有的方案则采用表面改性或机械矫正等方法试图改善时效行为，然而这些方法往往只能产生短期效果或可能对镀层表面质量造成不利影响；还有的方案通过超低碳或过饱和析出等成分设计来追求抗时效性的路径，但这通常不可避免地以牺牲热镀锌双相钢强度或显著提高成本为代价。

技术实现思路

1、本申请提供了500mpa级抗自然时效的增强成形性热镀锌双相钢及制备方法，以解决如下技术问题：如何实现热镀锌双相钢高翻边、高延伸与长期抗时效的统一。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种500mpa级抗自然时效的增强成形性热镀锌双相钢，以质量分数计，所述热镀锌双相钢的化学成分为：c：0.06%~0.12%，si：0.20%~0.50%，mn：1.05%~1.55%，cr：0.20%~0.60%，al：0.30%~0.70%，p≤0.015%，s≤0.0025%，其余为fe及不可避免的杂质；

3、所述热镀锌双相钢的显微组织以铁素体为基体，马氏体及贝氏体作为主要的硬质强化相，同时含有体积分数不大于8%的残余奥氏体；

4、在所述铁素体的晶界以及所述铁素体与残余奥氏体和/或马氏体的相界上，弥散分布有碳化物；所述碳化物的尺寸≤0.3μm。

5、可选的，所述铁素体的体积分数为65%~78%，所述马氏体及贝氏体的体积分数之和为15%~30%，所述残余奥氏体的体积分数为2%~8%。

6、可选的，所述热镀锌双相钢满足如下至少一种性能：屈服强度为290mpa~390mpa，抗拉强度≥500mpa，断后延伸率a80≥33%，扩孔率≥40%，烘烤硬化值bh≥65mpa；

7、且经2个月自然时效后，屈服延伸率ae为0，屈服强度波动不大于10mpa。

8、第二方面，本申请实施例提供了一种第一方面中所述的热镀锌双相钢的制备方法，所述方法包括：

9、将具有如下所述化学成分的钢水进行连铸，得到板坯：c：0.06%~0.12%，si：0.20%~0.50%，mn：1.05%~1.55%，cr：0.20%~0.60%，al：0.30%~0.70%，p≤0.015%，s≤0.0025%，其余为fe及不可避免的杂质；

10、将所述板坯依次进行加热、均热、粗轧、精轧和卷取，得到热轧卷；

11、将所述热轧卷依次进行酸轧、连续热镀锌和光整，得到热镀锌双相钢；其中，所述连续热镀锌包括：均热段、缓冷段、快冷段、过时效段和镀锌段。

12、可选的，所述加热的温度为1150℃~1250℃；所述均热的时间为80min~100min。

13、可选的，所述精轧的入口温度为1000℃~1100℃；所述精轧的终轧温度为880℃~920℃；所述卷取的温度为550℃~680℃。

14、可选的，所述连续热镀锌的带速为90m/min~120m/min。

15、可选的，所述均热段的温度为780℃~830℃，所述均热段的时间为80s~110s；所述缓冷段的温度为650℃~700℃。

16、可选的，所述过时效段的温度为465℃~480℃，所述过时效段的时间为50s~80s。

17、可选的，所述光整的延伸率为0.6%~0.8%。

18、第三方面，一种汽车外覆盖件，由第一方面中所述的热镀锌双相钢制成。

19、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

20、本申请实施例提供了500mpa级抗自然时效的增强成形性热镀锌双相钢及制备方法，以质量分数计，所述热镀锌双相钢的化学成分为：c：0.06%~0.12%，si：0.20%~0.50%，mn：1.05%~1.55%，cr：0.20%~0.60%，al：0.30%~0.70%，p≤0.015%，s≤0.0025%，其余为fe及不可避免的杂质；所述热镀锌双相钢的显微组织以铁素体为基体，马氏体及贝氏体作为主要的硬质强化相，同时含有体积分数不大于8%的残余奥氏体；在所述铁素体的晶界以及所述铁素体与残余奥氏体和/或马氏体的相界上，弥散分布有碳化物；所述碳化物的尺寸≤0.3μm。在成分设计方面，0.06wt%~0.12wt%的碳与0.20wt%~0.60wt%的铬为抗自然时效提供了基础。适量的碳是保证热镀锌双相钢强度的必要元素。添加的铬能够与碳结合，在后续工艺中形成稳定的铬碳化合物，从而有效锁定固溶碳原子，防止固溶碳原子随时间推移发生偏聚并导致性能波动。硅和锰元素的添加主要用来固溶强化并稳定奥氏体，为获得良好的延伸率与翻边成形性提供保障。铝的加入有助于脱氧并细化晶粒，进一步提升综合成形性能。在显微组织方面，高比例的铁素体作为柔软基体，确保热镀锌双相钢具备高的初始延伸率与无屈服平台特性，从而满足复杂成形与表面质量要求。一定量的马氏体与贝氏体作为硬质相均匀分布，提供必要的强度支撑，并有利于翻边成形。少量残余奥氏体能够在变形过程中诱发相变，增加成形塑性。在铁素体晶界及相界处弥散析出的微细铬碳化合物，直接发挥固定碳原子、抑制自然时效进程的核心作用。上述多相组织构成的性能优势，通过碳化物的时效抑制功能，在仓储与服役期间得以长期保持。

21、综上，通过铬元素与碳元素等成分的配合，为抗时效与成形性奠定基础；再通过铁素体基体、硬质相、残余奥氏体与晶界碳化物所构成的组织设计，将成分潜力转化为实际性能。最终在500mpa强度级别上，成功实现了高翻边性能、高延伸率与长期抗自然时效的统一。

1.一种500mpa级抗自然时效的增强成形性热镀锌双相钢，其特征在于，以质量分数计，所述热镀锌双相钢的化学成分为：c：0.06%~0.12%，si：0.20%~0.50%，mn：1.05%~1.55%，cr：0.20%~0.60%，al：0.30%~0.70%，p≤0.015%，s≤0.0025%，其余为fe及不可避免的杂质；

2.根据权利要求1所述的热镀锌双相钢，其特征在于，所述铁素体的体积分数为65%~78%，所述马氏体及贝氏体的体积分数之和为15%~30%，所述残余奥氏体的体积分数为2%~8%。

3.根据权利要求1所述的热镀锌双相钢，其特征在于，所述热镀锌双相钢满足如下至少一种性能：屈服强度为290mpa~390mpa，抗拉强度≥500mpa，断后延伸率a80≥33%，扩孔率≥40%，烘烤硬化值bh≥65mpa；

4.一种权利要求1~3中任意一项所述的热镀锌双相钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为1150℃~1250℃；所述均热的时间为80min~100min。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述精轧的入口温度为1000℃~1100℃；所述精轧的终轧温度为880℃~920℃；所述卷取的温度为550℃~680℃。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述连续热镀锌的带速为90m/min~120m/min；

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述过时效段的温度为465℃~480℃，所述过时效段的时间为50s~80s。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光整的延伸率为0.6%~0.8%。

10.一种汽车外覆盖件，其特征在于，由权利要求1~3中任意一项所述的热镀锌双相钢制成。