CN102644023A - 一种含p的if汽车面板用钢及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含P的IF汽车面板用钢及其生产方法。其组分及重量百分比含量为：C：≤0.0048％，Si：0.04～0.06％，Mn：0.28～0.35％，P：0.045～0.096％，Ti：0.04～0.065％，Al：0.02～0.025％，B：0.0023～0.007％，S：≤0.015％，N：≤0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质；工艺：冶炼并连铸成坯；对铸坯加热并保温；粗轧；精轧；卷取；常规酸洗；冷轧；连续退火；待用。本发明添加微量的B后，利用B与P的竞争晶界偏聚规律，及控制连续退火工艺参数，从而降低由于P晶界偏聚导致的二次冷加工脆性问题，r值达到1.9及以上，成形性更好，更稳定。

Description

一种含P的IF汽车面板用钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及汽车面板用钢及其生产方法，具体属于一种含P的IF汽车面板用钢及其生产方法。

背景技术

含磷高强度无间隙原子钢（IF钢）具有高强度及优异的深冲性能而广泛用于轿车面板。高强度IF钢中添加磷可以显著提高钢的屈服强度，而又不损害钢的深冲性能，是比较经济的固溶强化元素。但研究发现，冷轧IF钢再结晶退火过程中磷会有强烈的晶界偏聚的倾向，当IF钢中磷含量较高时（＞0.06 wt %），磷在晶界偏聚使得晶界磷浓度比基体中磷的含量高出几十至上百倍。磷的偏聚引起晶界处铁的电子态密度变化，导致晶界结合强度变弱，从而使晶界脆化，IF钢在冷加工过程极易引起二次加工脆性问题，从而限制了含磷高强度IF钢的应用。

冷轧IF钢再结晶退火方式有罩式退火、连续退火及热镀锌退火等。其中罩式退火温度低（720～750^oC左右）、时间长（2~4h），罩式退火样品中磷的晶界偏聚量远远高于连续退火试样。因此，连续退火有利于降低IF钢再结晶退火过程磷的晶界偏聚量。

经检索，中国专利（申请号: CN200810119821.1） “一种440MPa含铌高强IF钢及其制备方法”的专利文献，其公开了化学成分重量百分数为C：0.005％～0.007％、Si：0.02％～0.03％、Mn：1.2％～2.1％、P＜0.08％、S＜0.006％、N≤0.003％、Nb：0.05％～0.11％、B：0.0005％～0.002％、Cr：0.2％～0.5％、Ti：0.005％～0.01％、Al：0.01％～0.04％；控制的工艺参数为：热轧板坯加热温度1200～1250℃，保温0.5～1.5小时，终轧温度910～920℃，卷曲温度640～680℃，冷轧压下量80％，退火温度840～860℃，退火保温时间100～120s，能够获得强度≥440MPa，r值≥1.5的深冲性良好的440MPa高强IF钢。该专利文献存在的不足是合金元素较多，导致生产成本高，工艺难以控制，且成形性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服目前所存在的不足，提供一种通过添加磷可以显著提高钢的屈服强度，又具有优异的深冲性能，即r值达到1.9及以上，且成本较低的一种含P的IF汽车面板用钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种含P的IF汽车面板用钢，其组分及重量百分比含量为：C：≤0.0048％，Si：0.04～0.06％，Mn：0.28～0.35％，P：0.045～0.096％，Ti：0.04～0.065％，Al：0.02～0.025％，B：0.0023～0.007％，S：≤0.015％，N：≤0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种含P的IF汽车面板用钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量为：C：≤0.0048％，Si：0.04～0.06％，Mn：0.28～0.35％，P：0.045～0.096％，Ti：0.04～0.065％，Al：0.02～0.025％，B：0.0023～0.007％，S：≤0.015％，N：≤0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质；

2）对铸坯加热并保温，加热温度控制在1200℃～1250℃，保温时间控制在60～90分钟；

3）进行粗轧，控制开轧温度在1120℃～1150℃；

4）进行精轧，控制终轧温度在910℃～935℃；

5）进行卷取，控制卷取温度在650℃～680℃；

6）进行常规酸洗；

7）进行冷轧，控制总压下率在70～85%；

8）进行连续退火，控制其退火温度在780℃～830℃，退火时间为130～300秒；

9）待用。

本发明中各元素的作用

C：C原子在非IF钢中起到固溶强化的作用，但对于IF钢，则为有害元素，应加以控制，因为C原子间隙固溶在钢中，使得再结晶织构中{111}组分急剧减少，严重损害IF钢的r值，因此，将其限定在≤0.0048%。

Ti：本发明中加入合金元素Ti的主要作用是与C、N结合形成碳、氮化合物，从而消除间隙固溶的C、N原子，得到纯净的铁素体基体，消除了间隙原子的不利影响，使得有利织构在退火过程中充分发展，以保证r值。

P、Mn、Si

高强度IF钢是通过添加Mn、P和Si等元素的合金化达到固溶强化的，强度得到提高而不影响延展性和r值。三种元素中，P的强化作用最大，且对r值影响不大，应此，一般的高强IF钢将P作为主要添加元素。Si的强化能力和恶化程度均中等，但Si元素会使镀锌层的结合力大大降低，所以很少将Si作为主要强化元素。Mn元素作为钢中的强化元素，添加量高时降低钢的深冲性能

B：本申请人经大量试验表明，硼与磷具有竞争晶界偏聚规律。故在IF钢中添加适量的硼，并通过控制连续退火工艺参数，从而降低了由于磷晶界偏聚导致的二次冷加工脆性问题，同时，得到强度较高的<111>//ND织构组分，以保证钢获得高强度的同时具有优良的深冲性能（r值大于1.9）。

本发明与现有技术相比，添加微量的B后，利用B与P的竞争晶界偏聚规律，及控制连续退火工艺参数，从而降低由于P晶界偏聚导致的二次冷加工脆性问题，同时，得到强度较高的<111>//ND织构组分，以保证钢获得高强度的同时具有优良的深冲性能，即r值达到1.9及以上，完全满足汽车面板用钢企业的要求，且成形性更好，更稳定；且合金元素少，工艺易于控制，生产成本较低。

附图说明

图1为不含B的IF钢不同时间与磷的晶界偏聚量关系

图2 为含B的IF钢不同时间与P、B晶界偏聚量关系。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

实施例1

一种含P的IF汽车面板用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.0019％，Si：0.06％，Mn：0.35％，P：0.045％，Ti：0.04％，Al：0.024％，B：0.0023％，S：0.011％，N：0.0027％，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种含P的IF汽车面板用钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成组分及重量百分比含量为：C：0.0019％，Si：0.06％，Mn：0.35％，P：0.045％，Ti：0.04％，Al：0.024％，B：0.0023％，S：0.011％，N：0.0027％，其余为Fe及不可避免的杂质的铸坯；

2）对铸坯加热并保温，加热温度控制在1200℃～1210℃，保温时间控制在90分钟；

3）进行粗轧，控制开轧温度在1120℃～1125℃；

4）进行精轧，控制终轧温度在910～915℃；

5）进行卷取，控制卷取温度在650℃～655℃；

6）进行常规酸洗；

7）进行冷轧，控制总压下率在85%；

8）进行连续退火，控制其退火温度在780℃～790℃，退火时间为130秒；

9）待用。

实施例2

一种含P的IF汽车面板用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.0038％，Si：0.056％，Mn：0.312％，P：0.056％，Ti：0.055％，Al：0.02％，B：0.0031％，S：0.012％，N：0.0023％，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种含P的IF汽车面板用钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯组分及重量百分比含量为：C：0.0038％，Si：0.056％，Mn：0.312％，P：0.056％，Ti：0.055％，Al：0.02％，B：0.0031％，S：0.012％，N：0.0023％，其余为Fe及不可避免的杂质的铸坯；

2）对铸坯加热并保温，加热温度控制在1215℃～1225℃，保温时间控制在85分钟；

3）进行粗轧，控制开轧温度在1130℃～1135℃；

4）进行精轧，控制终轧温度在922～927℃；

5）进行卷取，控制卷取温度在660℃～665℃；

6）进行常规酸洗；

7）进行冷轧，控制总压下率在76%；

8）进行连续退火，控制其退火温度在795℃～805℃，退火时间为160秒；

9）待用。

实施例3

一种含P的IF汽车面板用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.001％，Si：0.04％，Mn：0.325％，P：0.077％，Ti：0.041％，Al：0.025％，B：0.0045％，S：0.0015％，N：0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种含P的IF汽车面板用钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯组分及重量百分比含量为：C：0.001％，Si：0.04％，Mn：0.325％，P：0.077％，Ti：0.041％，Al：0.025％，B：0.0045％，S：0.0015％，N：0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质的铸坯；

2）对铸坯加热并保温，加热温度控制在1245℃～1250℃，保温时间控制在62分钟；

3）进行粗轧，控制开轧温度在1125℃～1130℃；

4）进行精轧，控制终轧温度在925～930℃；

5）进行卷取，控制卷取温度在665℃～670℃；

6）进行常规酸洗；

7）进行冷轧，控制总压下率在70%；

8）进行连续退火，控制其退火温度在810℃～815℃，退火时间为120秒；

9）待用。

实施例4

一种含P的IF汽车面板用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.0023％，Si：0.045％，Mn：0.28％，P：0.08％，Ti：0.048％，Al：0.023％，B：0.005％，S：0.0015％，N：0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种含P的IF汽车面板用钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯组分及重量百分比含量为：C：0.0023％，Si：0.045％，Mn：0.28％，P：0.08％，Ti：0.048％，Al：0.023％，B：0.005％，S：0.0015％，N：0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质的铸坯；

2）对铸坯加热并保温，加热温度控制在1245℃～1250℃，保温时间控制在70分钟；

3）进行粗轧，控制开轧温度在1145℃～1150℃；

4）进行精轧，控制终轧温度在930～935℃；

5）进行卷取，控制卷取温度在670℃～675℃；

6）进行常规酸洗；

7）进行冷轧，控制总压下率在83%；

8）进行连续退火，控制其退火温度在815℃～820℃，退火时间为200秒；

9）待用。

实施例5

一种含P的IF汽车面板用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.0014％，Si：0.052％，Mn：0.33％，P：0.096％，Ti：0.051％，Al：0.021％，B：0.007％，S：0.0015％，N：0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种含P的IF汽车面板用钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯组分及重量百分比含量为：C：0.0014％，Si：0.052％，Mn：0.33％，P：0.096％，Ti：0.051％，Al：0.021％，B：0.007％，S：0.0015％，N：0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质的铸坯；

2）对铸坯加热并保温，加热温度控制在1240℃～1245℃，保温时间控制在75分钟；

3）进行粗轧，控制开轧温度在1135℃～1140℃；

4）进行精轧，控制终轧温度在925～930℃；

5）进行卷取，控制卷取温度在675℃～680℃；

6）进行常规酸洗；

7）进行冷轧，控制总压下率在74%；

8）进行连续退火，控制其退火温度在825℃～830℃，退火时间为300秒；

9）待用。

表1为各实施例经检测后的力学性能列表。

表1       各实施例经检测后的力学性能列表

实施例	Rel( Mpa)	Rm(Mpa)	A（％）	r值	n值
						1	198	365	35.5	2.0	0.26
2	210	370	36.0	2.10	0.26
						3	198	370	35.5	1.95	0.26
4	205	380	34.5	1.90	0.26
						5	210	385	34.0	1.90	0.26

图1及图2分别给出了没有添加硼的Ti-IF钢及添加微量硼的Ti-IF钢磷的晶界偏聚量随退火时间变化，由图1可见，当Ti-IF钢中没有添加硼时，冷轧钢板退火120sec，晶界磷含量达到14at.%。从图2可见，当钢中添加微量硼以后，晶界磷偏聚浓度降低到2.5at.%左右，而晶界硼的偏聚量在9.5at.%左右。可见，硼的添加大大降低了晶界磷的偏聚量，没有出现二次断裂现象。

Claims (2)

1.一种含P的IF汽车面板用钢，其组分及重量百分比含量为：C：≤0.0048％，Si：0.04～0.06％，Mn：0.28～0.35％，P：0.045～0.096％，Ti：0.04～0.065％，Al：0.02～0.025％，B：0.0023～0.007％，S：≤0.015％，N：≤0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.生产一种含P的IF汽车面板用钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯，铸坯的组分及重量百分比含量为：C：≤0.0048％，Si：0.04～0.06％，Mn：0.28～0.35％，P：0.045～0.096％，Ti：0.04～0.065％，Al：0.02～0.025％，B：0.0023～0.007％，S：≤0.015％，N：≤0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质；

2）对铸坯加热并保温，加热温度控制在1200℃～1250℃，保温时间控制在60～90分钟；

3）进行粗轧，控制开轧温度在1120℃～1150℃；

4）进行精轧，控制终轧温度在910℃～935℃；

5）进行卷取，控制卷取温度在650℃～680℃；

6）进行常规酸洗；

7）进行冷轧，控制总压下率在70～85%；

8）进行连续退火，控制其退火温度在780℃～830℃，退火时间为130～300秒；

9）待用。

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