CN104264037A - 冲压性能优异的低碳铝镇静钢及其生产方法 - Google Patents

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韩冰
孙璐
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武冠华
李桂兰
徐杰
常玉国
王占国
冯慧霄
马光宗
李娜
史文
张选丰
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Abstract

本发明公开了一种冲压性能优异的低碳铝镇静钢的生产方法，其包括热轧、冷轧和罩式退火工序，其采用下述重量合金成分的铸坯：C≤0.010%，Mn0.05～0.20%，S≤0.015%，P≤0.020%，0.05%≤Si≤0.25%，Als300～600ppm，N≤30ppm，Ca≤20ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。本方法采用全新的成分设计，通过控制热轧工艺参数、冷轧压下量以及罩式退火工艺等参数获得良好的再结晶退火组织和织构，从而获得冲压性能优异的低碳Al镇静钢，以满足汽车零部件对冲压性能的要求。

Description

冲压性能优异的低碳铝镇静钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种，尤其是一种冲压性能优异的低碳铝镇静钢及其生产方法。
背景技术
为了满足汽车零件用钢的多样化需求，同时为了满足汽车车身减重要求，越来越多的高强钢，尤其是先进高强钢在车身中应用比例越来越大；同时，软钢，如深冲和超深冲用钢在汽车覆盖件等领域仍具有不可替代的地位，在车身中的使用比例也相对固定。为了提高冷轧退火钢带的冲压性能，在成分设计上，可以通过降低碳含量并添加适量固定间隙原子元素(如Nb和/或Ti)，同时配合适当的过程参数控制等以获得良好的深冲性能，这就是无间隙原子钢(IF钢)；由于合金元素的加入，成本提高，而且如果采用Ti合金化， Ti容易氧化生成夹杂物会导致生产过程不稳定。除了良好的成型性能外，IF钢的显著特点就是在室温下放置长达6个月也不会产生时效，所以在对时效性能没有严格要求的场合，无需采用IF钢，采用低碳的Al镇静钢即可。现有的低碳Al镇静钢中Si含量一般小于0.03%，部分是考虑后续的涂镀工序，因为0.03%以上含量的Si会导致镀层粘附性变差。生产这类钢种的传统工序为转炉炼钢→LF炉精炼→连铸热轧→冷轧→退火，为了改善钢水可浇性，在LF炉工序进行钙处理，但是采用了LF炉处理，成品的碳含量高，一般在0.03～0.06%之间，所以塑性应变比(r90)偏低，冲压性能不好。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好冲压性能的低碳铝镇静钢；本发明还提供了一种冲压性能优异的低碳铝镇静钢的生产方法
为解决上述技术问题，本发明所采取的钢合金成分的重量含量为：C≤0.010wt%，Mn 0.05～0.20wt%，S≤0.015wt%，P≤0.020wt%，0.05%≤Si≤0.25wt%，Als 300～600ppm，N≤30ppm，Ca≤20ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明方法包括热轧、冷轧和罩式退火工序，其采用下述重量合金成分的铸坯进行制备：C≤0.010wt%，Mn 0.05～0.20wt%，S≤0.015wt%，P≤0.020wt%，0.05%≤Si≤0.25wt%，Als 300～600ppm，N≤30ppm，Ca≤20ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明方法所述热轧工序：终轧温度为890～920℃，卷取温度为600±20℃。所述热轧工序采用150mm厚连铸坯，热轧总的压下量≥96%。
本发明方法所述冷轧工序：采用≥70%的冷轧压下量。
本发明方法所述罩式退火工序采用全氢式退火炉，工艺条件为：加热速度为50～80℃/小时，冷点为650±20℃，热点为700±20℃，保温时间为6～9小时。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本发明采用低碳含量并进行适量的Si合金化，由于Si合金化会提高材料的强度，因此要相应地降低Mn含量；低的碳含量一方面有助于降低强度，同时还可以改善塑性，另一方面改善冲压性能。本发明采用Si合金化来强化退火后产品的有利织构，有效地提高冲压性能。
（2）本发明方法中热轧工序大的热轧压下量，保证了热轧后晶粒的充分再结晶；高温终轧以确保在奥氏体温度区间完成终轧，低温卷取避免氮化铝的析出，获得组织均匀的热轧原料。
（3）本发明方法采用≥70%的冷轧压下量，从而获得有利于再结晶有利织构形成的冷轧织构。
（4）本发明方法采用罩式退火工艺对冷硬卷进行退火再结晶，由于加热速度低，在加热过程中析出氮化铝，有利于获得有利织构，提高成品冲压性能。
（5）本发明方法采用全新的成分设计，通过控制热轧工艺参数、冷轧压下量以及罩式退火工艺参数的优化获得良好再结晶的退火组织和织构，从而获得冲压性能优异的低碳Al镇静钢，以满足汽车零部件对冲压性能的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本冲压性能优异的低碳铝镇静钢采用下述具体工艺进行生产。
本低碳铝镇静钢的生产流程为：转炉炼钢→RH精炼→连铸热轧→冷轧→退火。传统设计中，由于转炉吹炼成品中Si含量较低，不会对成品的成型性能有恶化。本钢中Si含量较高，因此，采用RH精炼并在RH添加含钙硅铁，以实现硅的合金化和对夹杂物的变性处理，即钙处理，从而改善可浇性、稳定生产过程；并且RH精炼的真空处理可以实现低的碳含量（成品均在0.010%以下）。
连铸坯厚度为150mm，成分（wt%）为：C 0.010%，Mn 0.20%，S 0.015%，P 0.014%，Si 0.05%，N 23ppm，Als 0.054%，Ca 6ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。热轧工序：终轧温度为900℃，热轧压下量96%，卷取温度为580℃。冷轧工序的压下量为70%。罩式退火工序：加热速度60℃/小时，采用全氢式退火炉；罩退温度650/700℃，保温时间为8小时。
经检测，本实施例所得低碳铝镇静钢的性能见表1。
表1：实施例1所得低碳铝镇静钢的性能
实施例2：本冲压性能优异的低碳铝镇静钢采用下述具体工艺进行生产。
连铸坯厚度为150mm，成分为：C 0.0053%，Mn 0.09%，S 0.008%，P 0.018%，Si 0.09%，N 30ppm，Als 0.060%，Ca 9ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。热轧工序：终轧温度为910℃，热轧压下量98%，卷取温度为590℃。冷轧工序的压下量为75%。罩式退火工序：加热速度80℃/小时，罩退温度630/690℃，保温时间为6小时。
经检测，本实施例所得低碳铝镇静钢的性能见表2。
表2：实施例2所得低碳铝镇静钢的性能
实施例3：本冲压性能优异的低碳铝镇静钢采用下述具体工艺进行生产。
连铸坯厚度为150mm，成分为：C 0.0042%，Mn 0.11%，S 0.007%，P 0.015%，Si 0.18%，N 25ppm，Als 0.030%，Ca 12ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。热轧工序：终轧温度为920℃，热轧压下量97%，卷取温度为620℃。冷轧工序的压下量为80%。罩式退火工序：加热速度70℃/小时，罩退温度670/720℃，保温时间为9小时。
经检测，本实施例所得低碳铝镇静钢的性能见表3。
表3：实施例3所得低碳铝镇静钢的性能
实施例4：本冲压性能优异的低碳铝镇静钢采用下述具体工艺进行生产。
连铸坯厚度为150mm，成分为：C 0.0061%，Mn 0.13%，S 0.006%，P 0.013%，Si 0.20%，N 23ppm，Als 0.055%，Ca 17ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。热轧工序：终轧温度为915℃，热轧压下量97%，卷取温度为620℃。冷轧工序的压下量为77%。罩式退火工序：加热速度50℃/小时，罩退温度670/700℃，保温时间为9小时。
经检测，本实施例所得低碳铝镇静钢的性能见表4。
表4：实施例4所得低碳铝镇静钢的性能
实施例5：本冲压性能优异的低碳铝镇静钢采用下述具体工艺进行生产。
连铸坯厚度为150mm，成分为：C 0.0071%，Mn 0.20%，S 0.006%，P 0.012%，Si 0.25%，N 20ppm，Als 0.038%，Ca 20ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。热轧工序：终轧温度为920℃，热轧压下量96%，卷取温度为600℃。冷轧工序的压下量为75%。罩式退火工序：加热速度65℃/小时，罩退温度670/720℃，保温时间为8.5小时。
经检测，本实施例所得低碳铝镇静钢的性能如表5所示。
表5：实施例5所得低碳铝镇静钢的性能
实施例6：本冲压性能优异的低碳铝镇静钢采用下述具体工艺进行生产。
连铸坯厚度为150mm，成分为：C 0.0045%，Mn 0.05%，S 0.005%，P 0.020%，Si 0.15%，N 15ppm，Als 0.046%，Ca 13ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。热轧工序：终轧温度为890℃，热轧压下量97.5%，卷取温度为590℃。冷轧工序的压下量为85%。罩式退火工序：加热速度75℃/小时，罩退温度660/680℃，保温时间为7小时。
经检测，本实施例所得低碳铝镇静钢的性能如表6所示。
表6：实施例6所得低碳铝镇静钢的性能

Claims (6)

1.一种冲压性能优异的低碳铝镇静钢，其特征在于，所述钢合金成分的重量含量为：C≤0.010%，Mn 0.05～0.20%，S≤0.015%，P≤0.020%，0.05%≤Si≤0.25%，Als 300～600ppm，N≤30ppm，Ca≤20ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种冲压性能优异的低碳铝镇静钢的生产方法，其包括热轧、冷轧和罩式退火工序，其特征在于，其采用下述重量合金成分的铸坯：C≤0.010%，Mn 0.05～0.20%，S≤0.015%，P≤0.020%，0.05%≤Si≤0.25%，Als 300～600ppm，N≤30ppm，Ca≤20ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的冲压性能优异的低碳铝镇静钢的生产方法，其特征在于，所述热轧工序：终轧温度为890～920℃，卷取温度为600±20℃。
4.根据权利要求3所述的冲压性能优异的低碳铝镇静钢的生产方法，其特征在于：所述热轧工序采用150mm厚连铸坯，热轧总的压下量≥96%。
5.根据权利要求2所述的冲压性能优异的低碳铝镇静钢的生产方法，其特征在于，所述冷轧工序：采用≥70%的冷轧压下量。
6.根据权利要求2－5任意一项所述的冲压性能优异的低碳铝镇静钢的生产方法，其特征在于，所述罩式退火工序采用全氢式退火炉，工艺条件为：加热速度为50～80℃/小时，冷点为650±20℃，热点为700±20℃，保温时间为6～9小时。
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