CN101798655A - 一种低屈强比的深冲性良好的微碳铝镇静钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种具有低屈强比的深冲性能良好的微碳铝镇静钢及其制备方法，属于汽车用钢技术领域。通过在微碳铝镇静钢成分的基础上添加0.001-0.008％的B，并控制热轧卷取温度和退火温度得到具有低屈强比的深冲性良好的微碳铝镇静钢。微碳铝镇静钢的组分及质量百分比含量为：C：0.01-0.06％，Si≤0.5％，Mn≤0.4％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al≤0.07％，N≤0.06％，B：0.001-0.008％，余量为Fe和不可避免的杂质。钢中的元素B用于固定钢中的N并有利于在退火后获得粗大的铁素体晶粒，从而使得退火钢板具有低的屈服强度和高的r值。本发明的优点在于，经过热轧低温卷取、冷轧和连续退火能够获得屈服强度≤130MPa，屈强比≤0.39，r值≥1.5，深冲性良好的微碳铝镇静钢。
Description
技术领域
本发明属于汽车用钢技术领域，特别是提供了一种低屈强比的深冲性良好的微碳铝镇静钢及其制备方法。
背景技术
微碳深冲钢板是在低碳铝镇静钢基础上发展起来的。碳是钢中最一般的强化元素，它使钢的强度增加，塑性下降。将低碳铝镇静钢的碳含量降为微碳，是提高成形性能最有效的方法。碳含量降至0.02％以下时，钢中碳化物间距增大，有利于<111>//ND织构形成，提高r值。由于低碳并使钢中的固溶碳含量下降，还会解决时效问题。
连续退火工艺生产深冲用微碳铝镇静钢时，由于采用快速加热，使得退火时带钢再结晶过程非常快，晶粒细小。同时，带钢的快速冷却，使碳化物和氮化物来不及析出，碳、氮被保留在铁素体中，这样，得到碳、氮过饱和的α固溶体，这种不稳定的过饱和固溶体在条件允许时就要析出铁的碳、氮化合物，以趋向于稳定状态。伴随着这个时效过程，带钢强度升高，塑性和韧性降低。一般情况下，微碳铝镇静钢连续退火后屈服强度高达200MPa左右。
同时，采用连续退火工艺生产深冲用微碳铝镇静钢时要求热轧后高温卷取。一般连续退火生产微碳铝镇静钢时热轧卷取温度为700℃～750℃，高温卷取带来的问题是带钢通长的组织和性能均匀性降低，因此对热轧生产工艺要求严格。
氮在钢中一般使屈服强度和抗拉强度增加，硬度值上升，并引起时效，随氮含量增加钢的n，r值下降，同时固溶氮是造成退火成品钢板时效的主要原因，因此氮要尽量降低。在不含B的铝镇静钢中，氮以氮化铝形式析出并存在于晶界处，抑制退火时铁素体晶粒生长，影响深冲性能。
向微碳铝镇静钢中加入一定量的微合金元素B。从热力学上来讲，BN的析出要优先于AlN。从动力学分析，B在钢中的扩散速率与N相当，是Al在钢中扩散速率的10倍左右。因此添加一定微合金元素B的钢在热轧时，B可以与钢中自由氮在高温奥氏体中优先结合形成粗大的BN颗粒，减少了钢中固溶氮的质量分数，抑制AlN细微颗粒的析出，减少铁素体组织细晶强化及AlN析出强化的作用，从而降低材料的强度。而不含B的钢中，AlN细微颗粒的析出使得奥氏体细化，同时也使相变后的铁素体组织得以细化，AlN颗粒同时也抑制了再结晶过程中铁素体晶粒的长大。因此，含B钢铁素体晶粒尺寸明显粗于不含B钢的铁素体晶粒尺寸，从而含B钢经连续退火后可获得低的屈服强度，高的r值，此外，由于BN在高温奥氏体相中就可以析出，热轧后就不需要采用高温卷取，从而有利于提高轧制方向组织和性能的均匀性。
发明内容
本发明的目的在于通过在微碳铝镇静钢中加入微量的B并改变工艺控制制度提供一种低屈强比的深冲性良好的微碳铝镇静钢及其制备方法，使钢板屈服强度≤130MPa，屈强比≤0.39，r值≥1.5。
本发明是通过在微碳铝镇静钢成分的基础上添加0.001-0.008％的B，并采用热轧低温卷取工艺，经冷轧和连续退火后得到具有低屈强比的深冲性能良好的微碳铝镇静钢。
本发明所述的低屈强比的深冲性良好的微碳铝镇静钢板的组分和质量百分比含量为C：0.01-0.06％，Si≤0.5％，Mn≤0.4％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al≤0.07％，N≤0.06％，B：0.001-0.008％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明主要是通过B元素的析出作用来降低退火后微碳铝镇静钢板的屈服强度，其中B元素，本发明确定其含量为0.001-0.008％。适量的元素B可有效降低钢板退火后的屈服强度，但添加量过多会导致性能恶化。当B/N具有化学计量比时，可获得高r值和大晶粒尺寸的最佳性能。
本发明的低屈强比的深冲性良好的微碳铝镇静钢的制备工艺为：
(1)钢坯加热温度1150-1250℃，保温50-80min，热轧工艺：1100-1150℃开轧，终轧温度为870-930℃，轧后以大于20℃/s冷速冷却至卷取温度，卷取温度≤650℃；
(2)冷轧工艺：热轧板经酸洗之后冷轧，冷轧总压下量为70-85％。
(3)退火工艺：连续退火工艺，退火过程为，将冷轧板从室温以大于10℃/s的加热速度加热至800-870℃，保温时间60-120s，然后冷至400℃保温90-180s，之后冷却至室温。
本发明是通过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，铸坯经再加热后进行热轧、冷轧，热轧的重点是控制热轧终轧温度和卷取温度，冷轧的重点是控制总变形量，冷轧后的钢板采用连续退火工艺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。获得的钢板具有低的屈服强度，较高的r值和较好的时效性。
本发明的有益效果在于：
(1)在钢中添加0.001-0.008％B，采用连续退火工艺生产出一种低屈强比的深冲性良好的微碳铝镇静钢板。
(2)采用过时效处理的连续退火工艺生产深冲性良好的微碳铝镇静钢板，最终的产品屈服强度≤130MPa，屈强比≤0.39，r值≥1.5。
附图说明
图1为本发明热轧钢板的金相组织；
图2为本发明退火钢板的金相组织。
具体实施方式
按表1所设计的成分，用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，然后锻造成35mm钢坯，将锻造的钢坯在1150℃保温60分钟，然后进行热轧，具体热轧轧制工艺如表2所示。热轧后钢板厚度为3.8mm。将热轧钢板酸洗后进行冷轧，冷轧总压下量为70％-85％，退火保温温度为810℃，保温时间70s，过时效温度为400℃，保温180s，后空冷至室温。按照本发明所设计的成分和工艺所生产出的钢板的性能见表3，图1为热轧钢板的金相组织，图2为退火钢板的金相组织。获得的钢板具有低的屈服强度，较高的r值。
表1 化学成分 /wt％
表2 热轧轧制工艺
表3 连续退火后的性能
Claims (4)
1.一种具有低屈强比的深冲性良好的微碳铝镇静钢，其特征在于，组分和质量百分比含量为：C：0.01-0.06％，Si≤0.5％，Mn≤0.4％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al≤0.07％，N≤0.06％，B：0.001-0.008％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的具有低屈强比的深冲性良好的微碳铝镇静钢，其特征在于，组分和质量百分比含量为：C：0.037％，Si：0.018％，Mn：0.16％，P＜0.005％，S：0.005％，Al＜0.005％，N：0.004％，B：0.0056％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述钢板的制备方法，其特征在于：
(1)钢坯加热温度1150-1250℃，保温50-80min，热轧工艺：1100-1150℃开轧，终轧温度为870-930℃，轧后以大于20℃/s冷速冷却至卷取温度，卷取温度≤650℃；
(2)冷轧工艺：热轧板经酸洗之后冷轧，冷轧总压下量为70-85％；
(3)退火工艺：连续退火工艺，退火过程为，将冷轧板从室温以大于10℃/s的加热速度加热至800-870℃，保温时间60-120s，然后冷至400℃保温90-180s，之后冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
所述步骤(1)中，钢坯加热温度为1150℃，保温60min，热轧工艺：开轧温度为1100℃，终轧温度为900℃，卷取温度为620℃；
所述步骤(3)中，退火保温温度为810℃，保温时间70s。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100811 |