CN101348883A - 一种铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢板及其制造方法 - Google Patents

一种铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢板及其制造方法 Download PDF

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陈银莉
李本海
苏岚
刘光明
吴雷
章军
赵征志
朱国森
赵爱民
熊爱明
唐荻
薛俊平
滕华湘
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Shougang Corp
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Abstract

一种铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢板及其制造方法,属于材料加工技术领域。超低碳烘烤硬化钢板组分及重量百分比含量为0.002-0.005%C,Si≤0.5%,0.9-1.2%Mn,0.08-0.1%P,S≤0.06%,0.02-0.05%Al,N≤0.06%,0.01-0.02%Ti,0.01-0.02%Nb,余量为Fe。钢中的微合金Ti用于固定钢中的C,N,S,Nb用于控制C,同时具有细化晶粒的作用。本发明的优点在于,所要求的钢经过热轧、冷轧和连续退火能够使该超低碳烘烤硬化钢板同时具有较高的强度、r值、延伸率、高的BH值和良好的抗室温时效性。

Description

一种铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢板及其制造方法 技术领域:
本发明属于金属材料加工领域,特别是涉及铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化 钢板及其生产工艺。 背景技术
超低碳钢系列作为第三代深冲钢出现,应归功于对无间隙原子钢的研究。
Comstock等人在1949年最先指出,在一般含0.05XC, 0.003%N的低碳钢中加入足 够量的Ti (Ti》4 (C+N)),使钢中的C、 N原子完全析出成Ti (CN),就会使钢具 有优异的深冲性能。并在铁素体中保留一定的固溶C原子,使退火钢板经冷加工和 烤漆处理后获得硬化;同时添加相应量的P实现固溶强化,达到不同的强度水平, 这种钢板称作超低碳高强度烘烤硬化钢板(ELC-BH)。它将IF钢的超深冲性与固溶 强化机制相结合,并通过烘烤硬化而获得超深冲性、高强度和高抗凹陷性相结合的 优异性能。与IF钢相比,它的强度和抗凹陷性更好,成型性相当。与超深冲高强IF 钢相比,它的强度和抗凹陷型可与之相媲美,成型性更受人青睐。ELC-BH是最理想 的汽车车身覆盖件用材。对于汽车上一些形状复杂且强度要求较高的难冲件(如挡
板等)更为适合。
早在60年代末,就曾对采用罩式炉生产具有烘烤硬化性的沸腾钢和铝镇静钢进 行研究。由于当时生产的烘烤硬化钢板(氮化钢板)常温时效性很大且成型性较差, 因此未能为汽车制造业所采用。随着70年底汽车工业开始朝着减重、节能的趋势发 展,人们开始寻求具有优异成型性能和高强度的冲压钢板,深冲级的烘烤硬化钢板 (铝镇静高强度BH钢板)受到到欢迎。真空脱气技术、连续退火技术等冶金生产 技术的迅猛发展,为新型IF的经济生产和ELC-BH钢的开发提供了条件。特别是80 年带以来,ELC-BH钢开发日益为人们所关注,应用范围愈来愈广。
ELC-BH钢是一种具有超深冲性、高强度和高强抗凹陷性相结合的综合性能良好 的钢。它的开发和研制与IF钢的发展息息相关,它的生产标志着一个国家汽车薄板 生产的最高水平。近十年来,随着国际上超低碳钢系列的新品种不断涌现,ECL-BH 钢的品种也在不断翻新,有关它的开发和研究异常活跃,在汽车中的应用愈加广泛。 发明内容
本发明的目的在于提供一种铌和钛复合添加的抗拉强度为3邻MPa的超低碳烘 烤硬化钢板及其生产方法,使钢板同时具有较高的力学性能、较高的BH值和较好
的抗室温时效性。
本发明包括两方面内容: 一是铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢的成分控制 范围,二是铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢板的生产工艺。
一种铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢板,钢板的组分及重量百分比含量为'-0.002-0.005%C, Si《0.5%, 0.9-1.2%Mn, 0.08-0.1 %P, S《0.06%, 0.02-0.05%Al, N《0.06%, 0.01-0.02%Ti, 0.01-0.02%Nb,余量为Fe。
本发明主要是通过Mn和P元素的固溶强化作用来提高超低碳烘烤硬化钢板强 度,其中Mn元素,本发明确定其含量为0.9-1.2%。适量的固溶强化元素P是提高 超低碳烘烤硬化钢板强度的最有效的元素且不影响深冲性,但添加量过多会导致二 次加工脆性的现象产生,本发明确定其含量为0.08-0.1%。
Ti, Nb主要用于固定钢中的C, N,它的含量对钢烘烤硬化性能的影响至关重 要,使钢中保留lOppm的固溶碳,以使钢具有30-50MPa的烘烤硬化值,Ti的含量 应与C和N的含量满足一定关系,例如0.003%C, 0.005%N,根据公式Nb=(0.7〜0.9) 93/12C- (0.7-0.9) X93/12XO.O03=0.O16~0.02, Ti=48/14N-48/14X0.005=0.017,因 此冶炼钢中Nb的含量为0.01%, Ti的含量0.016X是基本适合的。
本发明的铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢板的制造工艺为:
O热轧工艺:将铸坯从室温加热至1150-1250°C,保温0.5-1.5小时,U5(TC幵 车L,热轧终轧温度设定在8卯-93(TC,以30°C/s冷速水冷至巻取温度,巻取 温度为680-750°C;
2) 冷轧工艺:热轧板经酸洗之后冷轧,冷轧压下率为70-80%。
3) 退火工艺:退火工艺是本发明钢板获得理想的力学性能、BH值和抗室温时 效性的关键所在。本发明主要采用连续退火工艺过程。退火过程为,在退火 炉中,将冷轧板从室温以10°C/S的加热速度加热至810-870°C,保温时间 60-120s后以60°C/s的速度冷却至室温,无过时效处理过程。 本发明的优点是:
1) 通过复合添加铌和钛,并通过P, Mn固溶元素的添加来制造的高强度超 低碳烘烤硬化钢板。
2) 采用无过时效处理的连续退火工艺制造高强度超低碳烘烤硬化钢板,最 终的产品具有较高的力学性能、较高的BH值(30MPa以上)和较好的 抗室温时效性(AI)
附图说明.
图1为本发明的Nb+Ti符合添加的390MPa级超低碳烘烤硬化钢板退火温度与
性能的关系图。其中,横坐标为温度,纵坐标为各项力学性能。
图2为本发明Nb+Ti符合添加的390MPa级超低碳烘烤硬化钢板退火时间与性 能的关系图。其中,横坐标为时间,纵坐标为各项力学性能。 具体实施方式
本发明通过50Kg真空电磁冶炼炉冶炼出符合设定成分控制范围的钢水并铸成 铸坯,并锻成30X100X100mm的小钢坯。钢坯经加热后进行热轧、冷轧,热轧的 重点是控制热轧终轧温度和巻取温度,最后采用连续退火生产出本发明所要求的钢 板,退火重点控制保温温度和保温时间。获得的钢板具有理想的力学性能、适合的 BH值和良好的抗室温时效性。
本发明研究了退火温度和退火时间对Nb+Ti符合添加的390MPa级超低碳烘烤 硬化钢板性能的影响。表1是不同的退火工艺参数所对应的钢板的性能。
表1不同退火温度和退火时间下的超低碳BH钢板的性能
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Claims (2)

1.一种铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢板,其特征在于,组分及重量百分比含量为:0.002-0.005%C,≤0.5%Si,0.9-1.2%Mn,0.08-0.1%P,≤0.06%S,0.02-0.05%Al,≤0.06%N,0.01-0.02%Ti,0.01-0.02%Nb,余量为Fe。
2. —种制造权利要求l所述钢板的方法,其特征在于:(1) 热轧工艺:将锻坯从室温加热至1150-1250°C,保温0.5-1.5小时,115(TC开 车L,热轧终轧温度设定在890-930'C,以30'C/s冷速水冷至巻取温度,巻取温 度为680-750°C;(2) 冷轧工艺:热轧板经酸洗之后冷轧,冷轧压下率为70-80%;(3) 退火工艺:连续退火工艺,退火过程为,在退火炉中,将冷轧板从室温以10 °C/s的加热速度加热至810-870°C ,保温时间60-120s后以30°C/s的速度冷却 至室温,无过时效处理过程。
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