CN102876967B - 一种600MPa级铝系热镀锌双相钢钢板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗拉强度600MPa级汽车用热镀锌双相钢钢板及其制备方法，钢板的化学成分质量百分数为：C：0.08%~0.13%、Si：≤0.04%、Mn：1.4%～1.8% 、Als：0.80%~1.3%、Mo：0.10%~0.30%、P≤0.015%、S≤0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质。 本发明与现有技术相比，所生产的汽车用高强度热镀锌双相钢板，屈服强度为300MPa~400MPa，抗拉强度为640MPa~690MPa， 延伸率为20％～25％。

Description

一种600MPa级铝系热镀锌双相钢钢板

技术领域

本发明属于双相钢及其制备方法，特别属于抗拉强度600MPa级铝系热镀锌双相钢钢板及其制备方法。 

背景技术

近年来，随着能源、资源和环境问题日益严重，汽车轻量化、节能降耗已成为各国发展的必然趋势。在轻量化汽车结构设计中，大量地采用高强及超高强度钢板已成为现代汽车制造业和钢材生产企业共同努力的方向。汽车用钢的发展趋势是向着具有优异成形性、焊接性、高强及较低成本的新一代冶金及生产应用技术发展。 

在汽车材料中，汽车用钢占汽车原材料的70%左右，汽车用钢消耗约占世界钢铁材料总产量的24%左右，汽车中使用的钢材品种主要有：钢板约占50%以上，优质钢占30%，型钢占6%，带钢占6.5%，钢管占3%，金属制品及其它占1%。以桑塔纳轿车为例，其每辆车用的钢铁材料占整个汽车的76.7%，其中又以钢板为最多，占整车自重的51.2%。汽车板应满足轿车轻型、安全、舒适、美观、防腐等各项要求。同时在国际钢铁公司联合开发的超轻钢车身——新型概念车计划中，高强钢的比例超过90%，其中80%为各强度级别的双相钢（DP钢）。 

中国专利CN101942603A的《600MPa级超低硅冷轧热镀锌双相钢及其制备工艺》，介绍了含Cr的热镀锌双相钢板，其屈服强度为350~380MPa以上，抗拉强度为610~650MPa。其成分和组织构成：按重量％含有，C：0.03％~0.16％、 Mn：1.2％~2.2％，Cr：0.2~0.6%，Als：0.01％~0.08％，Si<0.02%，P<0.020%，S<0.015%，余量为铁。试样在720~820℃，保温25~100s后，镀锌温度460℃，镀锌时间10~30s。从该专利情况来看，由于钢中Si含量为冶炼残余元素，Al为添加的脱氧剂及固N元素，没有另外添加排碳元素Si、Al 等，所生产的双相钢延伸率与时效性较差；同时Mn含量高达2.0%以， Cr含量高达0.4%以上，在高温退火过程中表面容易发生选择性氧化而使钢板漏镀。 

发明内容

本发明所要解决的第1个技术问题是提供一种抗拉强度600MPa级汽车用热镀锌双相钢钢板。 

本发明所要解决的第2个技术问题是上述钢板的制备方法。 

本发明解决技术问题的技术方案为：一种抗拉强度600MPa级汽车用热镀锌双相钢钢板，其化学成分质量百分数为：C：0.08%~0.13%、Si：≤0.04%、Mn：1.4%～1.8% 、Als：0.80%~1.3%、Mo：0.10%~0.30%、P≤0.015%、S≤0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质。  

本发明的制备方法，依次包括以下步骤： 

转炉或电炉冶炼→连铸或铸锭→热轧或热连轧→酸洗→单机架冷轧或冷连轧→热镀锌→成品。 

热轧或热边轧步骤的加热温度为1180~1250℃，终轧温度为850~900℃，卷取温度为560~680℃。 

酸洗的目的是去除热轧带钢表面的氧化铁皮。 

将酸洗后的带钢进行冷轧，冷轧压下率为50~80%，根据轧机负荷能力，不同厚度规格其压下率不同。 

冷轧后的带钢进行连续热浸镀锌，所述的热镀锌步骤的退火温度为780~820℃，保温时间为60~90s，保温后以8~20℃/s的冷速冷至热浸镀锌温度460℃，热浸镀锌10~20s，随后在空气中以大于15℃/s 的冷速冷至室温。 

本发明中： 

C：最有效的强化元素，是形成马氏体的主要元素，钢中碳含量决定了双相钢的强度和马氏体的形貌；但是，保证具有良好的焊接性能和较高的延伸率，要求较低的碳含量。C含量低于0.03%，双相钢最高强度只能达到440MPa，C含量高于0.20%将恶化材料的焊接性能。为了保证双相钢具有良好的焊接性能、较高强度和较高的延伸率，降低其余合金元素，降低成本，本发明中C的重量百分比控制在0.08%~0.13%。 

Mn：属于典型奥氏体稳定化学元素，能够显著提高钢的淬透性，并起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用，可显著推迟珠光体转变和贝氏体转变。但Mn作为扩大奥氏体区的元素，当高的锰含量推迟珠光体转变的同时，也会推迟铁素体的析出；而锰含量太低又容易引起珠光体转变，为了获得所需的马氏体组织，Mn不低于1.4%，但是不能超过2.4%，超过2.4%将恶化钢板的焊接性，同时退火过程中还容易在钢板表面发生选择性氧化，在随后的热镀锌过程中产生漏镀现象。所以本发明Mn重量百分比含量控制在1.4%～1.8%。 

Si：高的Si含量会形成较厚的氧化铁皮及红锈，从而直接恶化钢板的表面质量与涂镀性能；同时Si的加入，加速了镀锌过程中Fe-Zn的反应，使镀层加厚，抗粉化能力降低。因此为了提高钢板的镀层质量应尽量降低钢中的硅含量，本发明技术方案中不添加Si，Si作为残余元素，其含量也应<0.04% 。 

Als： Al 在钢中以Als的形式存在，故以Als表示Al在钢中的含量。Al是铁素体形成元素，易于向铁素体溶解，并且可以有效地提高C、Mn在铁素体中 的化学势，两相区退火过程中，Al的添加显著加速C、Mn向奥氏体中的转移，从而间接增加了奥氏体的稳定性。Al使铁素体充分“净化”，避免了C在铁素体中的大量间隙固溶和冷却时粗大碳化物的生成。Al也可以扩大Fe-C相图的α+γ区，加宽两相区热处理的温度范围，有利于保持双相钢力学性能的稳定性和重现性。同时，Al还可形成AlN析出，起到一定的细化晶粒的作用。同时Al的添加，可以改善双相钢中组织的纤维状，有利于γ组织的形成，从而提高钢的冲压成形性。Als含量低于0.8%时，其排碳作用较小，致使奥氏体C含量偏低，容易生成贝氏体组织；Als含量高于1.30%时，一方面增加成本，另一方面在冶炼过程中Al容易与氧发生反应，生成氧化铝夹杂，降低韧性，同时也对涂镀性有一定影响，所以本发明Als重量百分比含量控制在0.80%~1.30%。 

P、S：为减少钢中有害杂质对钢的冲压性能的不良影响，严格控制钢中的P、S的含量。同时P的添加也加速了镀锌过程中Fe-Zn的反应，使镀层加厚，粉化能力降低；同时P与Si对镀层有复合作用，本发明中P的含量≤0.015%。 

Mo是碳化物形成元素，但在临界区加热时，钼的碳化物多已溶解，因此对临界区加热时所形成的奥氏体的淬透性有良好的影响。加入Mo还可以降低屈服强度，提高抗拉强度，而保持延性基本不变；Mo的氧势较高，不容易在带钢表面形成氧化物，因此具有较好的浸润性。其缺点就在于太贵重。因此本发明中Mo的含量为0.1~0.3%。 

本发明在C-Mn系的基础上，采用了增加钢中的Al含量，并适量添加Mo等成分进行复合强化的化学组分。通过适量Al的添加，改善钢中的组织，使铁素体呈现纤维状，从而提高钢的成形性；同时Al的添加还可以改善钢的浸润性。 

本发明与现有技术相比，所生产的汽车用高强度热镀锌双相钢板，屈服强度为300MPa~400MPa，抗拉强度为640MPa~690MPa， 延伸率为20％～ 25％。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。 

实施例1： 

钢的化学成分（质量百分比）C：0.13%，Mn：1.4%，Si：0.03%，Al：1.3%，Mo：0.11%，P：0.008%，S：0.010余量为铁和不可避免的杂质。 

其工艺流程为：铁水预处理→冶炼→连铸→热轧→酸洗冷轧→热镀锌退火→成品。 

所述的热轧步骤中：带钢加热温度：1230℃，终轧温度：870℃，卷取温度：600℃； 

所述的镀锌退火工序为退火温度790℃，保温85s，然后以10℃/s的冷却速度冷至460℃进行热浸镀锌18s，锌浴中Al含量为0.18～0.20%，然后以大于15℃/s的冷却速度空冷至室温。 

得到的冷轧双相钢板产品屈服强度为380MPa，抗拉强度675MPa，延伸率22%，n值为0.16。 

实施例2： 

钢的化学成分（质量百分比）C：0.10%，Mn：1.6%，Si：0.03%，Al：1.1%，Mo：0.2%，P：0.010%，S：0.009，余量为铁和不可避免的杂质。 

其工艺流程为：铁水预处理→冶炼→连铸→热轧→酸洗冷轧→热镀锌退火→成品。 

所述的热轧步骤中：带钢加热温度：1230℃，终轧温度：870℃，卷取温度：650℃； 

所述的镀锌退火工序为退火温度820℃，保温60s，然后以18℃/s的冷却速度冷至460℃进行热浸镀锌12s，锌浴中Al含量为0.18～0.20%，然后以大于15℃/s的冷却速度空冷至室温。 

得到的冷轧双相钢板产品屈服强度为365MPa，抗拉强度650MPa，延伸率25%，n值为0.17。 

实施例3： 

钢的化学成分（质量百分比）C：0.08%，Mn：1.8%，Si：0.02%，Al：0.8%，Mo：0.30%，P：0.009%，S：0.008，余量为铁和不可避免的杂质。 

其工艺流程为：铁水预处理→冶炼→连铸→热轧→酸洗冷轧→热镀锌退火→成品。 

所述的热轧步骤中：带钢加热温度：1200℃，终轧温度：880℃，卷取温度：680℃； 

所述的镀锌退火工序为退火温度800℃，保温70s，然后以15℃/s的冷却速度冷至460℃进行热浸镀锌15s，锌浴中Al含量为0.18～0.20%，然后以大于15℃/s的冷却速度空冷至室温。  

得到的冷轧双相钢板产品屈服强度为350MPa，抗拉强度640MPa，延伸率24%，n值为0.16。 

Claims (1)

1.一种抗拉强度600MPa级汽车用热镀锌双相钢钢板，其化学成分质量百分数为：C：0.08%～0.13%、Si：≤0.04%、Mn：1.4%～1.8%、Als：0.80%～1.3%、Mo：0.10%～0.30%、P≤0.015%、S≤0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述钢板通过以下方法制备：转炉或电炉冶炼步骤、连铸或铸锭步骤、热轧或热连轧步骤、酸洗步骤、单机架冷轧或冷连轧步骤、热镀锌步骤、成品；

所述热轧或热边轧步骤的加热温度为1180～1250℃，终轧温度为850～900℃，卷取温度为560～680℃；

所述的热镀锌步骤的退火温度为780～820℃，保温时间为60～90s，保温后以8～20℃/s的冷速冷至热浸镀锌温度460℃，热浸镀锌10～20s，随后在空气中以大于15℃/s的冷速冷至室温。