CN101775540A

CN101775540A - 加工性优良的耐时效钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN101775540A
Application number: CN200910056836A
Authority: CN
Inventors: 班必俊
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-01-13
Publication date: 2010-07-14

Abstract

本发明提供一种加工性优良的耐时效钢板，以重量百分比计，其化学成分包含C：0.0005％～0.002％、Si：≤0.03％、Mn：0.3％～1.0％、P：≤0.02％、S：≤0.02％、Al：0.015％～0.05％、N：≤0.004％、Ti：0％≤Ti-4×C-3.43×N≤0.03％、B：0.0001％～0.0005％，其余为铁和不可避免的杂质。本发明还提供该钢板的制造方法。本发明针对耐时效材料的特点和要求，通过特定的化学成分和工艺设计，得到具有优良加工性、时效指数AI≤10MPa的T2～T4耐时效性钢板，解决了现有钢板耐时效性差、加工性能不良等问题。

Description

加工性优良的耐时效钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种钢板及其制造方法，具体地说，本发明涉及一种加工性优良的耐时效钢板及其制造方法。

背景技术

钢板可以普遍应用于食品、饮料、化工、电子等领域，可制作各种不同的食品罐、饮料罐、化工用桶、瓶盖等。其中化工用桶的扩方桶、花篮桶和食品用浅冲罐在涂漆烘烤后变形时容易产生滑移线缺陷。还有一些小口径的食品罐、喷雾罐、电池用材在涂漆加工时容易产生起棱缺陷。为了减少材料滑移线、起棱的产生，通常选用具有耐时效性的钢板。

目前耐时效钢板的生产除了采用罩式炉退火和二次冷轧大变形量方法外，还有在连续退火上采用R-OA处理和无间隙原子等方法。

由于罩式退火工艺本身固有的缺点，使得退火后所得材料的力学性能不均匀；此外，用罩式炉生产的低碳钢由于存在着不少固溶C、N原子，时效问题也不可完全避免。

用R-OA方法处理铝镇静钢的材料，虽然能促进固溶C、N的析出，具有一定的耐时效性，但材料中依然会大量残留C、N等间隙原子，由于这些原子会产生柯氏气团，钉扎位错，一旦变形超过钉扎力后会产生屈服蠕动，从而导致在钢板上发生滑移线或起棱缺陷。

中国专利文献CN85104306A是用超低碳材料通过大于7％以上二次冷轧的大变形量来消除时效影响并达到硬度的要求，根据文献至少在10％以上二次冷轧率才可以防止滑移线的产生，但在此时的变形量下材料的塑性很差，只能用于简单的变形加工用途，难以完全消除时效问题，而且生产复杂成本高。

另外，IF钢材料也可以生产耐时效材料，但用普通IF钢生产的材料硬度低，HR30T只有30～40左右，达不到镀锡产品T2以上硬度的要求，而且生产薄料镀锡用原板生产上也比较困难。

因此，为解决以上问题，本发明的目的在于提供一种加工性优良的耐时效钢板及其制造方法。

发明内容

本发明提供一种加工性优良的耐时效钢板，以重量百分比计，其化学成分包含C：0.0005％～0.002％、Si：≤0.03％、Mn：0.3％～1.0％、P：≤0.02％、S：≤0.02％、Al：0.015％～0.05％、N：≤0.004％、Ti：0％≤Ti-4×C-3.43×N≤0.03％、B：0.0001％～0.0005％，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明的钢种成分控制原理如下：

碳：碳是间隙固溶元素，若含碳量过高，多量的自由碳游离在基体中会产生柯氏气团，在随后的加工中容易产生滑移线，为减少此类问题，需在材料中添加一定量的固定碳用的合金元素，碳含量越高，需添加的合金越多，这不仅不利于降低生产成本，对材料的加工性能亦有影响。随着炼钢水平的提高，含碳量可越来越低，冶炼到0.0020％以下甚至0.0015％以下都不成问题，但过分低也比较困难，而且给材料带来其它加工问题，因此，碳含量优选0.0005％～0.002％。

硅：硅可以强化材料，但因为硅对电镀等有不利的影响，容易在热轧产生红色氧化铁皮等缺陷，因此，硅含量优选≤0.03％。

锰：锰也是材料的强化元素，在材料中加入一定量锰可以提高强度，同时Mn可以和S结合生成MnS，减少表面热脆，避免表面质量问题，但Mn含量过高会使再结晶温度升高，对后续退火不利。因此，Mn含量优选0.3％～1.0％。

磷、硫：磷可以提高材料强度，但是磷含量过高会提高Ar3温度，给热轧生产增加难度，导致表面质量劣化。另外，磷以及硫不仅会产生偏析，而且对耐蚀性不好，所以磷、硫含量要尽量地低。因此，磷、硫含量均优选≤0.020％。

铝：铝是钢中的脱氧剂，若含量太低则脱氧不彻底，钢水纯净度变差，若含量太高则对材料塑性不利，因此，铝含量优选0.015％～0.05％。

氮：氮作为间隙原子，会产生晶格畸变使材料强度上升，同时，由于柯氏气团的效应对材料的耐时效性不利，一般而言，氮会和钛化合形成氮化钛的析出物，所以氮含量越低越好，可以减少加入的合金、提高材料性能。因此，氮含量优选≤0.004％。

钛：钛作为固定氮、碳的合金元素，可以减少固溶碳、氮，从而提高材料的耐时效性。若钛含量过高会提高材料再结晶温度，增加退火难度，若含量过低则不能实现无间隙原子化，对耐时效性不利。因此，钛含量优选：0％≤Ti-4×C-3.43×N≤0.03％。

硼：在材料中添加一定量的硼，可以改善材料的焊接性能，提高抗时效性。若含量过低，则改善效果差，若含量过高则对冲压加工性能不利，当硼超过0.0005％时r值急剧下降。因此，硼含量优选0.0001％～0.0005％。

本发明还提供所述加工性优良的耐时效钢板的制造方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、炉后精炼、热轧、酸洗、冷轧、退火、平整工序。其中所述热轧工序中加热温度优选1000℃～1200℃，终轧温度优选650℃～820℃，卷取温度优选450℃～600℃，所述冷轧工序中变形量优选70％～90％，所述退火工序中退火温度优选680℃～730℃，退火炉内露点优选-60℃～-20℃，所述平整工序中平整压下率优选1％～6％，其它按常规工艺进行。

耐时效钢板用原料若在热轧工序中采用高温轧制，长度和宽度的温度精度难以保证，会导致成品性能不均，同时容易产生表面质量问题。若终轧温度过高，容易进入二相区轧制，材料组织会产生混晶和轧制不稳定，若终扎温度过低，会导致轧制困难。因此，终轧采用低于Ar3的温度在铁素体区域轧制，终轧温度优选650℃～820℃。

若卷取温度过高，会促进析出物析出并使之粗大化，对强度不利，同时容易产生氧化铁皮缺陷，若卷取温度过低，则生产困难。因此，卷取温度优选450℃～600℃。

冷轧工序中，随着变形量的增加可降低再结晶温度，提高退火效果，从而可提高r值，但变形量的过度增加会提高轧制难度，因此，变形量优选70％～90％。

退火工序中，退火温度对材料性能影响较大，若退火温度过低，材料不能再结晶，若退火温度过高，则硬度降低。因此，退火温度优选680℃～730℃。

平整工序中，平整压下率对材料的硬度影响较大，随着平整压下率的增加，硬度上升、耐时效性提高，但若平整压下率过大，会使材料的加工性能变差。因此，平整压下率优选1％～6％。

本发明的有益效果为：

本发明的材料中加入的合金较少，不采用二次冷轧方式，只需连续退火和在线平整一次完成生产，所得钢板具有优良的加工性和耐时效性，加工后无滑移线缺陷，同时生产效率高、成本较低、质量优良、生产稳定，适合一般钢厂工业化生产。

附图说明

图1表示比较例钢板拉伸变形后的表面形貌，圆圈中显示有滑移线；

图2表示实施例钢板拉伸变形后的表面形貌。

具体实施方式

以下用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。

本发明实施例和比较例的成分见表1，工艺参数见表2，性能参数见表3。其中比较例成分组成参见专利文献特开平11-181523。

表1本发明实施例和比较例的成分

	C(％)	Si(％)	Mn(％)	P(％)	S(％)	Al(％)	N(％)	Ti(％)	B(％)
	C(％)	Si(％)	Mn(％)	P(％)	S(％)	Al(％)	N(％)	Ti(％)	B(％)	实施例1	0.0008	0.012	0.76	0.010	0.005	0.025	0.0028	0.029	0.0002
实施例2	0.0017	0.010	0.43	0.007	0.004	0.038	0.0032	0.023	0.0001	实施例1	0.0008	0.012	0.76	0.010	0.005	0.025	0.0028	0.029	0.0002
实施例2	0.0017	0.010	0.43	0.007	0.004	0.038	0.0032	0.023	0.0001	实施例3	0.0012	0.007	0.31	0.008	0.007	0.033	0.0021	0.032	0.0005
比较例	0.0025	0.015	0.20	0.016	0.005	0.009	0.0022		0.0020	实施例3	0.0012	0.007	0.31	0.008	0.007	0.033	0.0021	0.032	0.0005

表2本发明实施例和比较例的工艺参数

	终轧温度(℃)	卷取温度(℃)	冷轧变形量	连续退火温度(℃)	平整变形率
	终轧温度(℃)	卷取温度(℃)	冷轧变形量	连续退火温度(℃)	平整变形率	实施例1	700	580	87％	730	1.5％
实施例2	750	600	79％	720	3.2％	实施例1	700	580	87％	730	1.5％
实施例2	750	600	79％	720	3.2％	实施例3	820	530	78％	690	5％
比较例	920	700	80％	750	二次冷轧率2％	实施例3	820	530	78％	690	5％

表3本发明实施例和比较例的性能参数

	HR30T	AI(MPa)	冲压后有无滑移线缺陷	r_av
	HR30T	AI(MPa)	冲压后有无滑移线缺陷	r_av	实施例1	56	0	无	1.6
实施例2	53	1.5	无	1.7	实施例1	56	0	无	1.6
实施例2	53	1.5	无	1.7	实施例3	57	0	无	1.5
比较例	51	38	有	1.1	实施例3	57	0	无	1.5

表3中的硬度HR30T采用IS06508-1-1999；时效指数(AI)为拉伸10％后经100℃×1小时烘烤的屈服强度与10％拉伸屈服强度的差；r_ave采用GB/T5027-1999。

由表3和图1、2可以看出，比较例的钢板在拉伸变形后表面残留着滑移线，而实施例的钢板在拉伸变形后表面无滑移线。

本发明针对耐时效材料的特点和要求，通过特定的化学成分和热轧、冷轧、退火、平整的工艺设计，得到具有优良加工性、时效指数AI≤10Mpa的T2～T4耐时效性钢板，解决了现有钢板耐时效性差、加工性能不良等问题。

Claims

1.一种钢板，其特征在于，以重量百分比计，其化学成分包含C：0.0005％～0.002％、Si：≤0.03％、Mn：0.3％～1.0％、P：≤0.02％、S：≤0.02％、Al：0.015％～0.05％、N：≤0.004％、Ti：0％≤Ti-4×C-3.43×N≤0.03％、B：0.0001％～0.0005％，其余为铁和不可避免的杂质。

2.权利要求1所述钢板的制造方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、炉后精炼、热轧、酸洗、冷轧、退火、平整工序。

3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述热轧工序中加热温度为1000℃～1200℃，终轧温度为650℃～820℃，卷取温度为450℃～600℃。

4.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述冷轧工序中冷轧变形量为70％～90％。

5.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述退火工序中退火温度为680℃～730℃，退火炉内露点为-60℃～-20℃。

6.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述平整工序中平整压下率为1％～6％。