CN101956126A

CN101956126A - 一种冷基高强度镀锌板及生产方法

Info

Publication number: CN101956126A
Application number: CN 201010297366
Authority: CN
Inventors: 许斌; 吝章国; 谷凤龙; 徐斌; 蒋建朋; 朱建良
Original assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Current assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-01-26

Abstract

一种冷基高强度镀锌板及生产方法，属冶金板材生产技术领域，目的是采用普通C-Mn成分冷轧板生产具有一定延伸要求的冷基高强度镀锌板及生产方法，并降低生产成本。其化学成分配比为C：0.17-0.23％；Mn：0.65-0.85％；Si：≤0.15％；P：≤0.015％；S：≤0.012％；Als：0.015～0.030％；余量为Fe。通过优化成分设计，调整和优化热轧、冷轧、热镀锌工序工艺参数，成分不添加微合金元素，保证高强度的同时提高产品延伸性，可明显降低生产成本，提高材料使用的安全性能。经检验本发明产品屈服强度为420～650MPa，抗拉强度为550-700MPa，延伸率为9～24％。

Description

一种冷基高强度镀锌板及生产方法

技术领域

本发明涉及一种钢板及生产工艺，特别是有延伸率要求的结构用冷基高强度镀锌板及生产方法，属冶金板材生产技术领域。

背景技术

目前，结构用镀锌板的需求量在迅速增加。对于结构用高强度镀锌板的生产，目前成本较低，技术较为成熟的方法是采用碳锰钢为基板，经冷轧压下，然后通过热镀锌生产线的连续退火生产镀锌板。对于高强镀锌板一般采用较低温度和提高Mn等合金元素含量，甚至添加微合金元素来获得，但是，当强度级别达到屈服420MPa及以上时，通常C-Mn成分的冷基热镀锌产品的延伸率得不到保证，这对材料在使用中的成型及安全性带来了困扰。如果为获得具有较高强度且具有一定延伸率的结构用镀锌板，目前可采用DP钢镀锌，或碳锰钢添加微合金元素(如Nb、V等)通过固溶强化及析出强化等使镀锌产品达到强度和延伸的要求。但是上述方法中传统C-Mn钢镀锌方法不能保证高强度同时保证延伸率，如果采用添加微合金的基板镀锌时将造成成本增加；而采用冷轧DP镀锌，虽能满足延伸要求，但对设备能力要求高，且控制工艺较复杂，添加合金元素等也将造成成本增加，与普通C-Mn钢相比又不具有价格优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有明显成本优势、采用普通C-Mn成分冷轧板生产具有一定延伸要求的冷基高强度镀锌板及生产方法。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种结构用冷基高强度镀锌板，其化学成分配比为C：0.17-0.23％；Mn：0.65-0.85％；Si：≤0.15％；P：≤0.015％；S：≤0.012％；Als：0.015～0.030％；余量为Fe；

上述结构用冷基高强度镀锌板，其屈服强度为420～650Mpa，抗拉强度为550-700MPa，延伸率为9～25％，板厚为0.7～2.4mm。

上述冷基高强度镀锌板的生产方法，它依次包括热轧、冷轧工序，所述热轧工序中，采用CSP工艺生产，加热炉出炉温度为1100～1150℃；粗轧压下率40％～45％；终轧温度850±20℃；卷取温度580±20℃；所述冷轧工序中的累计压下率控制在45～65％。

上述冷基高强度镀锌板的生产方法，所述镀锌工序中退火加热段温度为590±20℃，退火还原段温度为600±20℃，均热时间为30-45s，露点≤0℃。

本发明方法通过优化成分设计，调整和优化热轧、冷轧、热镀锌工序工艺参数，利用45-65％小压下C-Mn冷轧板，生产具有一定延伸性能的高强度镀锌板。与现有技术相比本发明的优点如下：1.产品成分配比中调整C、Mn含量，不添加微合金元素，可降低生产成本；2.生产过程对冷轧和镀锌工艺优化，能源消耗降低，可进一步降低生产成本；3.产品具有高强度的特点，并具备一定的延伸性能。经检验本发明产品屈服强度为420～650Mpa，抗拉强度为550-700MPa，延伸率为9～25％。经检验本发明产品在未添加合金元素的条件下超过SGC570、S550GD+Z要求强度，在满足市场需求的同时，为企业创造可观的经济效益。

具体实施方式

本发明为一种基于CSP-冷轧供料的冷基高强度镀锌板及生产方法，它解决了高强度镀锌板添加合金元素导致生产成本高和冷轧高强镀锌板延伸性能不足的问题，所述冷基高强度镀锌板的强度级别可满足SGC570、S550GD+Z强度要求，并具有一定延伸性能。

本发明主要改进之处体现在如下四个方面：

1.对冷基高强度镀锌板成分进行优化配比，成分中不添加价格昂贵的合金元素，以化学元素C、Mn的合理配比对产品产生显著的强化效果。当C含量在一定范围内增加时，与Fe形成珠光体的体积分数增加，将显著增加产品强度；Mn除溶于铁素体形成置换固溶体增加强度外，还促进珠光体的形成，其次Mn降低铁素体开始转化温度，使冷却后的晶粒细化，提高了热轧板及轧硬后的力学性能。普通镀锌板成分一般为C：0.05-0.07％，Mn：0.20-0.40％，本发明考虑到在冷硬卷退火过程中，成分含量将影响镀锌工艺的退火效果，即冷硬组织回复及再结晶过程，以及考虑产品实际力学性能要求等，本发明将C控制在0.17-0.23％范围内，Mn控制在0.65-0.85％范围内，在合金强化效果与后续工艺控制之间达到较好平衡点。

2.本发明方法热轧板在CSP生产线实施。常规镀锌基板的热轧工艺，为满足后续冷轧加工工序的需要，要求成品晶粒度级别降低，粗化晶粒，并降低屈服强度来改善变形抗力和板型。因此，根据成品厚度不同，CSP常规工艺为：R1粗轧机压下率为45～50％，终轧温度为890±20℃，卷曲温度为660±20℃。采用传统的CSP变形制度和轧制工艺不能满足高强度的要求，因此，本发明对于CSP生产线生产的镀锌基板，通过优化参数，制定相应的变形制度，以获得所需的组织满足力学性能要求。结合CSP热轧工艺特点，控制板坯加热炉出炉温度在1100～1150℃，减小粗轧压下率为40％～45％，保证精轧总压下；降低CSP热轧终轧温度为850±20℃，以控制奥氏体再结晶程度，获得奥氏体晶粒在较小尺寸，以保证相变转化的铁素体晶粒在较小尺寸级别；同时加大冷却水冷却强度，降低卷取温度为580±20℃，可增加相变形核点并且阻碍铁素体晶粒生长速度，晶粒尺寸得到细化，从而提高产品的强度；另一方面，低温卷取使带钢在卷取前充分完成相变，阻碍卷取后残余奥氏体继续发生相变在铁素体晶界处生成渗碳体，从而热轧钢板得到正常的铁素体与珠光体组织，使最终钢材的力学性能得到改善。按照上述方法生产，铁素体晶粒得到有效细化，强度得以提高，经检测，晶粒平均尺寸范围5-10μm左右。

3.冷轧的作用是将带钢降低到想要获得的厚度，另外通过冷轧加工硬化可以使带钢获得一定的力学性能。根据连续冷轧机组设备及工艺的特点，常规连轧的累积压下率一般控制在75-80％。冷轧后金属组织经外力作用变形，晶粒破碎，晶界及残留晶粒内部位错增多，使冷硬板的力学性能具有强度高，延伸低的特点。本发明为了满足相应镀锌工艺及力学性能的要求，将压下率控制在45-65％。该工艺下，产品的变形程度降低，晶粒破碎程度下降，为后续镀锌工艺提供了组织基础。

4.采用改良森吉米尔法利用冷轧带钢生产镀锌板，需进行加热和还原清洁，退火温度会影响基板的组织变化，加热温度过高，会促进轧硬组织内部点、线缺陷湮灭，导致晶粒的进一步长大，造成镀锌成品力学性能降低；但退火温度过低，产品延伸性能差，造成直燃段灼烧不充分，还原段还原不彻底，带钢表面还原速度下降，降低锌层粘附性、甚至漏镀。本发明在实验室退火试验基础上进行工业试制，通过结合冷轧压下率的调整，针对性的调整镀锌加热参数，优化工艺参数为：加热段温度590±20℃；还原段温度为600±20℃。适当降低带速至50m/min以下，保持较低的退火温度同时延长了还原时间10-15s，保证了还原效果。该工艺下镀锌产品与普通结构级冷基镀锌板相比，屈服强度达到了450MPa及以上，延伸性能得到了显著改善，如表1。

表1：本发明产品和普通工艺镀锌板对比

以下提供本发明实施例：

实施例1：冷基高强度镀锌板成品厚度0.70mm；化学成分配比如下：C：0.19％；Mn：0.69％；Si：0.05％；P：0.014％；S：0.010％；Als：0.015％；Fe：余量。

主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度1134℃；终轧温度830℃；卷取温度560-568℃；粗轧压下率45％；热轧板厚度1.8mm，冷轧板厚度为0.68mm，冷轧累计压下率为65％；镀锌工序中退火加热段温度：610℃，退火还原段温度：620℃，均热时间，30s，露点≤0℃。成品屈服强度为420Mpa，抗拉强度为555Mpa，延伸率为25％。

实施例2：冷基高强度镀锌板成品厚度1.2mm；化学成分配比如下：C：0.20％；Mn：0.73％；Si：0.07％；P：0.011％；S：0.006％；Als：0.021％；Fe：余量。

主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1127℃；终轧温度，851℃；卷取温度：565-572℃；粗轧压下率：44％；热轧板厚度2.4mm，冷轧板厚度为1.17mm，冷轧累计压下率为51.25％；镀锌工序中退火加热段温度：599℃，退火还原段温度：602℃，均热时间，35s，露点≤0℃。成品屈服强度为535Mpa，抗拉强度为655Mpa，延伸率为17.5％。

实施例3：热基高强度镀锌板成品厚度1.5mm；化学成分配比如下：C：0.19％；Mn：0.65％；Si：0.15％；P：0.008％；S：0.010％；Als：0.030％；Fe：余量。

主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1100℃；终轧温度，870℃；卷取温度：571-588℃；粗轧压下率：42％；热轧板厚度2.8mm，冷轧板厚度为1.46mm，冷轧累计压下率为47.8％；镀锌工序中退火加热段温度：610℃，退火还原段温度：604℃，均热时间，39s，露点≤0℃。成品屈服强度为540Mpa，抗拉强度为595Mpa，延伸率为20.5％。

实施例4：冷基高强度镀锌板成品厚度1.95mm；化学成分配比如下：C：0.23％；Mn：0.85％；Si：0.009％；P：0.010％；S：0.007％；Als：0.025％；Fe：余量。

主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1115℃；终轧温度，848℃；卷取温度：565-587℃；粗轧压下率，40％；热轧板厚度3.5mm，冷轧板厚度为1.87mm，冷轧累计压下率为45％；镀锌工序中退火加热段温度：579℃，退火还原段温度：587℃，均热时间40s，露点≤0℃。成品屈服强度为650Mpa，抗拉强度为700Mpa，延伸率为9％。

实施例5：冷基高强度镀锌板成品厚度2.5mm；化学成分配比如下：C：0.17％；Mn：0.72％；Si：0.010％；P：0.008％；S：0.011％；Als：0.025％；Fe：余量。

主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1150℃；终轧温度，855℃；卷取温度：585-600℃；粗轧压下率：43％；热轧板厚度4.4mm，冷轧板厚度为2.36mm，冷轧累计压下率为46.5％；镀锌工序中退火加热段温度：570℃，退火还原段温度：615℃，均热时间45s，露点≤0℃。成品屈服强度为560Mpa，抗拉强度为650Mpa，延伸率为20％。

Claims

1.一种冷基高强度镀锌板，其特征在于，化学成分配比为C：0.17-0.23％；Mn：0.65-0.85％；Si：≤0.15％；P：≤0.015％；S：≤0.012％；Als：0.015～0.030％；余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的冷基高强度镀锌板，其特征在于：其屈服强度为420～650Mpa，抗拉强度为550-700MPa，延伸率为9～25％，板厚为0.7～2.4mm。

3.一种如权利要求1或2所述冷基高强度镀锌板的生产方法，其特征在于，它依次包括热轧、冷轧、镀锌工序，所述热轧工序中，采用CSP工艺生产，加热炉出炉温度为1100～1150℃；粗轧压下率40％～45％；终轧温度850±20℃；卷取温度580±20℃；所述冷轧工序中的累计压下率控制在45～65％。

4.根据权利要求3所述的冷基高强度镀锌板生产方法，其特征在于：所述镀锌工序中退火加热段温度为590±20℃，退火还原段温度为600±20℃，均热时间为30-45s，露点≤0℃。