CN104451400A - 一种热浸镀锌用的TRIP-added高强钢及其生产方法 - Google Patents

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本发明属于冶金材料领域，具体涉及一种热浸镀锌用的TRIP-added高强钢及其生产方法。本发明的用于热浸镀锌流程的TRIP-added高强钢化学成分按照质量百分比为：C0.16~0.20%，Al1.1~1.2%，Mn0.6~0.8%，P0.06~0.08%，Si0.03~0.05%，Nb0.05~0.07%，Mo0.19~0.21%，Cr0.19~0.21%，余量为Fe，其生产方法是对钢坯进行第一阶段的奥氏体单相区轧制，然后进行第二阶段的两相区大压下量轧制，再采用快速冷却，热轧板冷却酸洗后进行多道次冷轧，冷轧板进行高温短时间保温和贝氏体区缓慢冷却，热处理后进入锌锅进行热浸镀锌。本发明能大幅减少在连续退火镀锌过程中的选择性氧化，提高其可镀性，并保证其强塑积在20GPa%以上。

Description

一种热浸镀锌用的TRIP-added高强钢及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金材料领域，具体涉及一种热浸镀锌用的TRIP-added高强钢及其生产方法。
背景技术
由于TRIP-added（Transformation induced plasticity-added）钢良好的强韧性，越来越多地被应用在汽车制造行业。为了防止汽车板在使用过程中出现腐蚀现象，需进行防腐处理，其中应用最广泛、生产效率最高的方法是对其进行连续热浸镀锌。但是由于TRIP-added钢中较高的合金元素，尤其是硅和锰，会在退火过程中出现选择性氧化，造成钢板表面质量下降，严重影响钢板的可镀性。由于合金元素硅、锰元素相比铁更容易与氧发生氧化反应，因此，从工艺方面无法完全解决其氧化问题。减少易氧化元素在钢中的含量是从根本上解决选择性氧化问题的唯一方法。目前，有许多学者提出了在成分设计上以铝代硅的思想，但是其钢中锰含量依然在1.5%左右，甚至更高，仍然无法很好地解决选择性氧化问题。
在加工工艺方面，普通冷轧TRIP-added钢的连续退火工艺为：加热到奥氏体-铁素体两相区，保温一段时间，形成奥氏体和铁素体双相组织(其中奥氏体体积分数约为30-50%)，随后以一定速度冷却到贝氏体转变温度，等温保温一定时间，再以一定速度冷却到室温。但是在连续退火镀锌生产线上，由于受到锌熔点温度的限制，锌锅的温度必须在450oC以上，而普通钢中的贝氏体转变温度一般在450oC以下，因此，在连续退火热浸镀锌生产线上生产TRIP-added钢会受到限制，其性能将受到很大影响。
TRIP-added钢的最终性能与残余奥氏体体积分数和稳定性密切相关。若能使材料的最终组织得到细化，根据Hall-Petch公式，材料的强度将会进一步提高，且不破坏其韧性。而且，当残余奥氏体得到细化，其稳定性将会进一步增加，更加有利于强度和韧性的提高。但是，在普通轧制和退火工艺条件下，TRIP-added钢很难形成细晶组织。目前，两相区轧制是一种获得细晶TRIP-added钢的有效方法，即在铁素体和奥氏体两相区进行轧制，随后进行空冷或者贝氏体等温转变处理。但是，普通两相区轧制主要针对热轧钢，得到的产品尺寸较厚，无法在连续热浸镀锌设备上进行生产。另外一方面，普通成分TRIP-added钢两相区温度较低，轧制时所需轧制力大，对设备要求高，也容易造成设备损坏，操作起来难度大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种热浸镀锌用的TRIP-added高强钢及其生产方法，目的是解决高强钢热浸镀锌过程中的选择性氧化问题。
本发明的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢，其化学成分按照质量百分比为：C 0.16~0.20%，Al 1.1~1.2%，Mn 0.6~0.8%，P 0.06~0.08%，Si 0.03~0.05%，Nb 0.05~0.07%，Mo 0.19~0.21%，Cr 0.19~0.21%，余量为Fe。
本发明的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢的生产方法按照以下步骤进行：
（1）按照质量百分比为：C 0.16%~0.20%，Al 1.1~1.2%，Mn 0.6~0.8%，P 0.06~0.08%，Si 0.03~0.05%，Nb 0.05~0.07%，Mo 0.19~0.21%，Cr 0.19~0.21%，余量为Fe的设定成分冶炼钢水，钢水浇铸成坯后，再加热至1200~1300oC保温1~2小时，然后锻造成方坯进行第一阶段的奥氏体单相区轧制，压下量为50~65%，控制开轧温度1200~1250 oC，终轧温度1100~1150 oC，然后进行第二阶段的两相区大压下量轧制，压下量为70~85%，控制开轧温度1000~1050oC，终轧温度800~830 oC，然后快速冷却至室温，得到热轧板；
（2）冷却后的热轧板酸洗后进行多道次轧制，控制压下量在60~85%，得到冷轧板；
（3）在体积分数5%H2+95%N2的条件下，露点控制为-25~-35oC，将冷轧板加热到850~900oC，保温5~15s，然后以30~50oC/s的速度冷却到550~650 oC，然后以0.5~2oC/s的速度缓冷到455~457 oC，最后进入锌锅进行热浸镀锌，得到的镀锌钢板表面平整，无漏镀或镀锌不均匀处，其强塑积至少为20GP%。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
（1）普通TIRP钢中Si、Mn含量都在1.5%以上，本发明大幅度降低了现有TRIP-added钢中的合金元素，从而能大幅减少在连续退火镀锌过程中的选择性氧化，提高其可镀性，由于Al元素含量高，Mn元素含量相对较低，该钢种AC3温度超过1000oC，经热轧后得到的是具有拉长状态的铁素体和马氏体的双相组织；
（2）本发明解决了热浸镀锌流程与TRIP-added钢传统生产工艺中贝氏体保温温度差异的矛盾，与热浸镀锌生产流程具有更好的兼容性；
（3）本发明在热轧后采用快速冷却和高温快速退火工艺，能有效地缩短生产时间，提高效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢的生产流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢，其化学成分按照质量百分比为：C 0.16%，Al 1.05%，Mn 0.8%，P 0.07%，Si 0.05%，Nb 0.06%，Mo 0.19%，Cr 0.19%，余量为Fe。
本实施例的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢的生产方法按照以下步骤进行：
（1）按照质量百分比为：C 0.16%，Al 1.05%，Mn 0.8%，P 0.07%，Si 0.05%，Nb 0.06%，Mo 0.19%，Cr 0.19%，余量为Fe的设定成分冶炼钢水，在真空感应炉中浇注成130Kg铸坯，将坯料切头去尾，加热至1250oC，保温2小时，在此温度下锻造成60mm×60mm×800mm的板料，然后用锯床加工成60mm×60mm×80mm的方坯，进行第一阶段的3道次奥氏体单相区快速轧制，每道次压下分配为60-42-31-21mm，控制开轧温度1200 oC，终轧温度1100oC，然后进行第二阶段的两相区大压下量轧制，压下分配为21-15-11-8-6mm，控制开轧温度1050oC，终轧温度800 oC，然后层流冷却至室温，得到热轧板；
（2）冷却后的热轧板酸洗后进行7道次轧制，控制压下量在60%，得到冷轧板；
（3）将冷轧板加热到880oC，保温15s，然后以50oC/s的速度冷却到贝氏体转变温度600 oC，然后以0.5oC/s的速度缓冷到455 oC，其中，退火阶段气氛为体积分数为5%的H2+N2，露点控制为-30oC，冷却到455oC后立即进入锌锅进行热浸镀锌并保持15秒，锌锅温度为455oC，锌液铝含量为0.12%，随后吹气冷却到室温，得到热镀锌的TRIP-added高强钢板，得到的镀锌钢板表面平整，无漏镀或镀锌不均匀处，其强塑积至少为20GP%。
实施例2
本实施例的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢，其化学成分按照质量百分比为：C 0.18%，Al 1.2%，Mn 0.7%，P 0.08%，Si 0.04%，Nb 0.07%，Mo 0.21%，Cr 0.20%，余量为Fe。
本实施例的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢的生产方法按照以下步骤进行：
（1）按照质量百分比为：C 0.18%，Al 1.2%，Mn 0.7%，P 0.08%，Si 0.04%，Nb 0.07%，Mo 0.21%，Cr 0.20%，余量为Fe的设定成分冶炼钢水，在真空感应炉中浇注成130Kg铸坯，将坯料切头去尾，加热至1200oC，保温1小时，在此温度下锻造成60mm×60mm×800mm的板料，然后用锯床加工成60mm×60mm×80mm的方坯，进行第一阶段的3道次奥氏体单相区快速轧制，压下量为50%，控制开轧温度1250 oC，终轧温度1150 oC，然后进行第二阶段的两相区大压下量轧制，压下量为85%，控制开轧温度1020oC，终轧温度830 oC，然层流冷却至室温，得到热轧板；
（2）冷却后的热轧板酸洗后进行多5道次轧制，控制压下量在85%，得到冷轧板；
（3）将冷轧板加热到900oC，保温5s，然后以50oC/s的速度冷却到贝氏体转变温度650 oC，然后以1oC/s的速度缓冷到456oC，其中，退火阶段气氛为体积分数为5%的H2+N2，露点控制为-30oC，冷却到456oC后立即进入锌锅进行热浸镀锌并保持15秒，锌锅温度为456oC，锌液铝含量为0.12%，随后吹气冷却到室温，得到热镀锌的TRIP-added高强钢板，得到的镀锌钢板表面平整，无漏镀或镀锌不均匀处，其强塑积至少为20GP%。
实施例3
本实施例的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢，其化学成分按照质量百分比为：C 0.20%，Al 1.1%，Mn 0.6%，P 0.06%，Si 0.05%，Nb 0.05%，Mo 0.20%，Cr 0.21%，余量为Fe。
本实施例的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢的生产方法按照以下步骤进行：
（1）按照质量百分比为：C 0.20%，Al 1.1%，Mn 0.6%，P 0.06%，Si 0.05%，Nb 0.05%，Mo 0.20%，Cr 0.21%，余量为Fe的设定成分冶炼钢水，在真空感应炉中浇注成130Kg铸坯，将坯料切头去尾，加热至1300oC，保温1.5小时，在此温度下锻造成60mm×60mm×800mm的板料，然后用锯床加工成60mm×60mm×80mm的方坯，进行第一阶段的3道次奥氏体单相区快速轧制，压下量为60%，控制开轧温度1220 oC，终轧温度1120 oC，然后进行第二阶段的两相区大压下量轧制，压下量为75%，控制开轧温度1000oC，终轧温度810 oC，然后层流冷却至室温，得到热轧板；
（2）冷却后的热轧板酸洗后进行8道次轧制，控制压下量在75%，得到冷轧板；
（3）将冷轧板加热到850oC，保温13s，然后以50oC/s的速度冷却到贝氏体转变温度550oC，然后以0.5oC/s的速度缓冷到457 oC，其中，退火阶段气氛为体积分数为5%的H2+N2，露点控制为-30oC，冷却到457oC后立即进入锌锅进行热浸镀锌并保持15秒，锌锅温度为457oC，锌液铝含量为0.12%，随后吹气冷却到室温，得到热镀锌的TRIP-added高强钢板，得到的镀锌钢板表面平整，无漏镀或镀锌不均匀处，其强塑积至少为20GP%。

Claims (2)

1.一种热浸镀锌用的TRIP-added高强钢，其特征在于化学成分按照质量百分比为：C 0.16~0.20%，Al 1.1~1.2%，Mn 0.6~0.8%，P 0.06~0.08%，Si 0.03~0.05%，Nb 0.05~0.07%，Mo 0.19~0.21%，Cr 0.19~0.21%，余量为Fe。
2.权利要求1所述的热浸镀锌用的TRIP-added高强钢的生产方法，其特征在于按照以下步骤进行：
（1）按照质量百分比为：C 0.16%~0.20%，Al 1.1~1.2%，Mn 0.6~0.8%，P 0.06~0.08%，Si 0.03~0.05%，Nb 0.05~0.07%，Mo 0.19~0.21%，Cr 0.19~0.21%，余量为Fe的设定成分冶炼钢水，钢水浇铸成坯后，再加热至1200~1300oC保温1~2小时，然后锻造成方坯进行第一阶段的奥氏体单相区轧制，压下量为50~65%，控制开轧温度1200~1250 oC，终轧温度1100~1150 oC，然后进行第二阶段的两相区大压下量轧制，压下量为70~85%，控制开轧温度1000~1050oC，终轧温度800~830 oC，然后快速冷却至室温，得到热轧板；
（2）冷却后的热轧板酸洗后进行多道次轧制，控制压下量在60~85%，得到冷轧板；
（3）在体积分数5%H2+95%N2的条件下，露点控制为-25~-35oC，将冷轧板加热到850~900oC，保温5~15s，以30~50oC/s的速度冷却到550~650 oC，再以0.5~2oC/s的速度缓冷到455~457 oC，最后进入锌锅进行热浸镀锌，得到的镀锌钢板表面平整，无漏镀或镀锌不均匀处，其强塑积至少为20GP%。
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