CN102534370A - 高强超低碳烘烤硬化钢板及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高强超低碳烘烤硬化钢板及其制造工艺，其特征在于，其组分及重量百分比为：C 0.0010-0.0030％，Si0.060-0.120％，Mn0.45-0.90％，P0.030-0.060％，Al0.015-0.045％，Ti0.007-0.014％，S≤0.010％，N≤0.0030％，其余为Fe。所述Ti组分还可以用0.013-0.027％Nb组分替代。其制造工艺包括热轧、冷轧、退火。与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在超低碳钢中添加微量的Ti或Nb，以及对Si、Mn、P等固溶元素含量的控制，使之除了具有合适的烘烤硬化性以外还具有优异的高强度性能，特别适用于汽车壳体钣金冲压件。
Description
技术领域
本发明涉及冷轧钢板技术领域，尤其涉及一种高强超低碳烘烤硬化钢板及其制造工艺。
背景技术
目前汽车用钢在向轻量化、高强化方向发展，烘烤硬化型钢符合汽车用钢发展的大趋势，其主要使用在需要涂漆烧烤的外覆盖件等，可以实现车身减重10％左右，尤其是高强超低碳烘烤硬化钢可以使车身减轻12％以上。
烘烤硬化型钢板冲压后，在一定温度下经过一段时间的烘烤，钢板中固溶碳扩散到位错处，产生人工应变时效硬化，使钢板强度上升。但是，烘烤硬化钢在冲压烘烤后提高的是带钢的屈服强度，对抗拉强度并没有提高，而抗拉强度与带钢断裂时的应力值相关，直接影响到汽车的安全，所以高的抗拉强度是非常必要的。既然冲压烘烤不能提高抗拉强度，要得到高抗拉强度就需要烘烤硬化钢本身具有高的抗拉强度。在保证钛和碳或铌和碳配比的前提下，优化超低碳烘烤硬化钢中固溶强化元素的含量和生产工艺，可以获得同时具备良好的塑性、合适的烘烤硬化性和高抗拉强度的超低碳烘烤硬化钢带。高强超低碳烘烤硬化钢将由于其更优的减重特性得到广泛的使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强超低碳烘烤硬化钢板及其制造工艺，该钢板在具有优良烘烤硬化性的同时具有高强度，从而适合汽车厂车身减重的要求。
本发明通过以下技术方案实现：
高强超低碳烘烤硬化钢板，其特征在于，其组分及重量百分比为：C 0.0010～0.0030％，Si 0.060～0.120％，Mn 0.45～0.90％，P 0.030～0.060％，Al 0.015～0.045％，Ti 0.007～0.014％，限制元素S≤0.010％，N≤0.0030％，其余为Fe。
上述Ti组分还可以用Nb组分替代，其重量百分比为0.013～0.027％。
该高强超低碳烘烤硬化钢板的制造工艺，包括热轧、冷轧、退火，其特征在于，各过程的工艺参数如下：
1)热轧：将板坯加热至1180～1230℃，保温0.5～2小时，开轧温度1000～1160℃，终轧温度为920～945℃，在温度710～750℃下卷曲成钢卷；
2)冷轧：热轧板经过酸洗后冷轧，冷轧压下率75～85％；
3)退火：连续退火工艺，将冷轧板从室温以4～6℃/s的加热速度加热至780～850℃，保温时间70～150s后以30～65℃/s的速度冷却至室温，在350～450℃的温度下时效250～300s。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在超低碳钢中添加微量的Ti和Nb，以及对Si、Mn、P等固溶元素含量的控制，使之除了具有合适的烘烤硬化性以外还具有优异的高强度性能，特别适用于汽车制造领域中壳体钣金冲压部件，大大减轻车身重量。
具体实施方式
下面对本发明高强超低碳烘烤硬化钢板及其制造工艺作详细描述：
本发明的技术方案通过冶炼炉冶炼出符合设定成分控制范围的钢水并铸成铸坯。铸坯经加热后进行热轧、冷轧，热轧的重点是控制热轧加热温度，最后采用连续退火生产出本发明所要求的钢板。获得的钢板具有理想的力学性能、合适的烘烤硬化值。
本发明包括两方面内容：一是高强超低碳烘烤硬化钢板的成分控制范围，二是高强超低碳烘烤硬化钢板的制造工艺。
本发明的高强超低碳烘烤硬化钢板，其特征在于，其组分及重量百分比为：C 0.0010～0.0030％，Si 0.060-0.120％，Mn 0.45-0.90％，P 0.030-0.060％，Al 0.015～0.045％，Ti 0.007～0.014％或Nb 0.013～0.027％，限制元素S≤0.010％，N≤0.0030％，其余为Fe。
C含量取0.0010％以上是由于更低的C含量不能得到合适的烘烤硬化值，取0.0030％以上是由于更高的C含量会损害冲压性能。
适量的固溶强化元素Si能够提高超低碳烘烤硬化钢板强度，但添加量过多会使使钢板的冲压性能降低，本发明确定其含量为0.060-0.120％。
适量的固溶强化元素Mn能够提高超低碳烘烤硬化钢板强度，同时能固定钢中的S，但添加量过多会使钢板的冲压性能降低，本发明确定其含量为0.45-0.90％。
适量的固溶强化元素P能够提高超低碳烘烤硬化钢板强度，但是容易出现偏析现象影响磷化效果，本发明确定其含量为0.030-0.060％。
Al通常用作脱氧剂。然而，在本发明中，把铝加入到钢中用于固定钢中的N，防止由N产生的时效应变性。
Ti用于固定钢中的C，部分的N和S，并在热轧板坯加热阶段形成粗大的析出物，提高冲压性能。
Nb用于固定钢中的C，但不能固定N和S，N需要Al固定，S需要Mn固定，其它作用机理与Ti相同，通过强化钢中的C的固定，保证高强度性能。
本发明的高强超低碳烘烤硬化钢板的制造工艺，包括热轧、冷轧、退火，各过程的工艺参数如下：
1)热轧：将板坯加热至1180～1230℃，保温0.5～2小时，开轧温度1000～1160℃，终轧温度为920～950℃，在温度710～750℃下卷曲成钢卷；
2)冷轧：热轧板经过酸洗后冷轧，冷轧压下率75～85％；
3)退火：连续退火工艺，将冷轧板从室温以4～6℃/s的加热速度加热至780～850℃，保温时间70～150s后以30～65℃/s的速度冷却至室温，在350～450℃的温度下时效250～300s。
本发明研究了含Ti或Nb系列化学成分和工艺参数对超低碳烘烤硬化钢板性能的影响，表1、表2、表3分别是含Ti系列不同化学成分、热轧和冷轧工艺参数，和钢板的性能；
表4、表5、表6分别是含Nb系列不同化学成分、热轧和冷轧工艺参数，和钢板的性能。
表1
表2
表3
| 屈服强度/MPa | 抗拉强度/MPa | 断后伸长率/％ | 烘烤硬化值/MPa | |
| 11 | 235 | 375 | 41.5 | 32.8 |
| 12 | 227 | 369 | 41 | 41.3 |
| 13 | 230 | 362 | 41 | 41.9 |
| 14 | 223 | 355 | 42 | 60 |
| 21 | 248 | 382 | 42 | 37.8 |
| 22 | 261 | 380 | 40 | 43.6 |
| 23 | 235 | 375 | 42 | 44.7 |
| 24 | 258 | 370 | 41 | 58 |
表4
表5
表6
| 编号 | 屈服强度/MPa | 抗拉强度/MPa | 断后伸长率/％ | 烘烤硬化值/MPa |
| 31 | 257 | 358 | 40 | 34.5 |
| 32 | 253 | 359 | 41 | 38.5 |
| 33 | 230 | 342 | 41 | 55.6 |
| 34 | 213 | 345 | 42 | 58.5 |
| 41 | 278 | 395 | 39.5 | 30.8 |
| 42 | 261 | 381 | 40 | 41.5 |
| 43 | 265 | 375 | 42 | 45.3 |
| 44 | 258 | 371 | 41 | 61.2 |
Claims (3)
1.高强超低碳烘烤硬化钢板，其特征在于，其组分及重量百分比为：C 0.0010～0.0030％，Si 0.060-0.120％，Mn 0.45-0.90％，P 0.030-0.060％，Al 0.015～0.045％，Ti0.007～0.014％，限制元素S≤0.010％，N≤0.0030％，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的高强超低碳烘烤硬化钢板，其特征在于，所述Ti组分还可以用Nb组分替代，其重量百分比为0.013～0.027％。
3.权利要求1所述的高强超低碳烘烤硬化钢板的制造工艺，其特征在于，包括热轧、冷轧、退火，各过程的工艺参数如下：
1)热轧：将板坯加热至1180～1230℃，保温0.5～2小时，开轧温度1000～1160℃，终轧温度为920～945℃，在温度710～750℃下卷曲成钢卷；
2)冷轧：热轧板经过酸洗后冷轧，冷轧压下率75～85％；
3)退火：连续退火工艺，将冷轧板从室温以4～6℃/s的加热速度加热至780～850℃，保温时间70～150s后以30～65℃/s的速度冷却至室温，在350～450℃的温度下时效250～300s。
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