CN104561775B - 一种经济型高强度热轧基板镀锌板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种经济型高强度热轧基板镀锌板，C0.15%～0.65%，Si0.01%～3.50%，Mn1.10～5.00%，P≤0.50%，S≤0.030%，Al0.02%～3.00%，V≤0.50%，Ti≤0.20%，Nb≤0.20%。热轧的终轧温度控制在奥氏体区，冷却开始温度控制在奥氏体区或奥氏体和铁素体的两相区，冷却终点所述钢的Ms点和Mf点之间的温度，然后卷取；热轧板酸洗后立即进行热浸镀处理，钢板在连续热镀锌生产线加热到450‑600℃，保温温度450‑600℃，然后进行热镀锌。
Description
技术领域
本发明属于热轧基板镀锌钢板连续生产制造领域，特别涉及一种经济型高强度热轧基板镀锌板及其制造方法。
背景技术
由于热连轧工艺技术的进步，特别是一批薄板坯连铸连轧生产线的投产，使薄规格(<2.5mm厚)热轧带钢生产数量大增，目前最薄可达到0.8mm，给薄规格热轧酸洗镀锌板提供了原料，可在广泛的应用领域代替热镀锌或有机涂层的冷轧带钢。此外，薄规格热轧酸洗镀锌板还用在其传统应用领域，如建筑业、冷弯钢结构件等;以及新的应用领域，如大型滑板传输系统、筒式钢板仓、客车车厢、高速公路护栏板及汽车梁支座、支架、托架等。由于具有良好的防腐和冲压性能，又具有低的价格，所以20世纪90年代全世界薄规格热轧酸洗镀锌板得到了很快的发展。
但是现有的热轧基板镀锌板产品以普通低碳钢、低合金钢为主，普通低碳钢为传统的珠光体+铁素体钢，低合金钢以固溶强化和析出强化为主，合金的利用效率较低，产品强度较低，造成了极大的资源和能源的浪费，急需开发高强度热轧基板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种经济型高强度热轧基板镀锌板及其制造方法，解决热轧基板镀锌板强度较低，资源利用率低的问题。
为了达到上述目的，本发明利用热轧过程中的控轧控冷处理，完成钢种的组织强化，不添加Cr、Mo、Ni等贵重合金元素，利用热镀锌的加热保温过程完成残余奥氏体的稳定化及碳氮化物的析出强化，同时由于热镀锌过程中加热的温度较低，显著减少了在冷轧高强度镀锌板热浸镀过程中的Si、Mn等易于选择性氧化的元素在钢板的表面富集对于热浸镀的浸润性造成的不利影响，具体技术方案如下：
一种经济型高强度热轧基板镀锌板，其特征在于基板化学组成按质量百分比为：C0.15%～0.65%，Si0.01%～3.50%，Mn1.10～5.00%，P≤0.50%，S≤0.030%，Al0.02%～3.00%，V≤0.50%，Ti≤0.20%，Nb≤0.20%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
经济型高强度热轧基板镀锌板，其特征在于最终组织组成为：铁素体+回火马氏体+残余奥氏体或回火马氏体+残余奥氏体，其体积百分数分别为铁素体0%～60%，回火马氏体38%-98%，残余奥氏体2%～20%；
C0.15%～0.65%，碳在先进高强钢中不以固溶强化为主，但影响所有的相变过程，并控制最终的组织和力学性能。不同的组织转变对于碳含量的要求差异很大，如为保证有较大的铁素体转变区，需控制其在较低含量；为保证马氏体转变的顺利进行，需要一定的碳含量；为保证过冷奥氏体的稳定性，需要其有较高的碳含量；为保证焊接性能，要求限制碳含量。
Si0.01%～3.50%，是非碳化物形成元素，具有较高的固溶强化效果，可促进C向奥氏体富集，对铁素体中固溶的C有“清除”和“净化”作用，Si不溶于渗碳体，因此能够阻碍通过碳扩散反应的奥氏体-渗碳体转变，稳定奥氏体，使得残余奥氏体在室温下得以稳定存在。此外，Si可抑制马氏体板条间碳化物的析出，从而有利于获得马氏体板条间存在残余奥氏体的组织。
Mn1.10%～5.00%，锰是典型的奥氏体稳定化元素，可提高钢的淬透性，并起到一定的固溶强化作用，Mn作为扩大γ相区的元素，会降低A3、A1临界点，可推迟珠光体转变并降低贝氏体转变温度，但同时也推迟并延长铁素体转变，使贝氏体区右移，从而使钢种对控冷工艺条件的敏感性略为减小。高的Mn含量易在双相组织中引起强化相带状分布，从而造成性能的不均匀。
P≤0.50%，固溶强化元素，抑制渗碳体的析出。
S≤0.030%，钢中的杂质元素，越少越好。
Al0.02%～3.00%，对奥氏体形态的影响与Si相似，也是作为非碳化物形成元素，促进C向奥氏体富集并抑制渗碳体的析出。Al还可形成AlN析出，起到一定的细化晶粒作用。
V≤0.50%，Ti≤0.20%，Nb≤0.20%，对晶粒细化、相变行为、奥氏体中C富集发挥显著作用。固溶状态的Nb延迟热变形过程中静态和动态再结晶和奥氏体向铁素体的相变，从而扩大动态再结晶终止温度和Ac3之间的温度范围，为在未再结晶区轧制提供了便利。Nb与C和N结合形成细小的碳氮化物也可延迟再结晶，阻止铁素体晶粒长大，从而具有强的细晶强化效果和较强的析出强化效果。Ti、V具有析出强化的作用。
一种经济型高强度热轧基板镀锌板的制造方法，包括冶炼、铸造、热轧、酸洗、热镀锌，其特征在于：热轧的终轧温度控制在奥氏体区，冷却开始温度控制在奥氏体区或奥氏体和铁素体的两相区，冷却终点所述钢的Ms点和Mf点之间的温度，然后卷取；热轧板酸洗后立即进行热浸镀处理，钢板在连续热镀锌生产线加热到450-600℃，保温温度450-600℃，然后进行热镀锌。
热镀锌加热温度、保温温度优选控制在460-520℃。
热轧带钢的轧后冷却速度应大于15℃/s。
热轧终轧温度控制在奥氏体区，避免混晶及轧制过程的不稳定，水冷开始温度在奥氏体区，可以得到马氏体+奥氏体的组织；水冷开始温度在奥氏体+铁素体两相区，可以得到铁素体+马氏体+奥氏体的组织；残余奥氏体分布于马氏体板条之间，在钢基体中存在碳氮化物的析出。
冷却终点为所述钢的Ms点和Mf点之间的温度，目的是获得残余奥氏体。
热镀锌加热温度、保温温度控制在450-600℃，温度低于450℃，不能满足热浸镀锌的工艺要求，温度过高，将引起马氏体的分解，造成钢强度的急剧下降。
热轧板酸洗后最好立即进行热浸镀处理，避免由于锈蚀对于热浸镀的影响。
该钢板与冷轧基板镀锌板比较具有更高的成材率，成型性能，屈服强度大于580MPa，钢板强度的大幅度提高，可达1000MPa以上，同时伸长率10%以上，可以节约能源、资源，促进可持续发展。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明：
实施例1：
钢的化学成分：C0.15%，Si0.55%，Mn1.60%，P≤0.020%，S≤0.020%，Al0.02%，Ti0.02%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：850℃，开冷温度为：730℃，冷却速度≥30℃/s，卷曲温度为：240℃，厚度规格：3.0mm；热镀锌加热保温温度为：460℃，保温时间为：120s，镀液成分为：锌液（含有0.3%Al）。
组织为：50%F+45%回火M+5%残余A。
成品性能：屈服强度620MPa，抗拉强度1030MPa，伸长率19%，镀层附着力良好，表面质量符合FB级表面要求。
实施例2：
钢的化学成分：：C0.15%，Si0.01%，Mn1.10%，P≤0.020%，S≤0.020%，Al0.90%，V0.10%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：880℃，开冷温度为：700℃，冷却速度≥15℃/s，卷曲温度为：300℃，厚度规格：5.0mm；热镀锌加热保温温度为：460℃，保温时间为：120s，镀液成分为：锌液（含有0.3%Al）。
组织为：60%F+35%回火M+5%残余A。
成品性能：屈服强度580MPa，抗拉强度1010MPa，伸长率21%，镀层附着力良好，表面质量符合FB级表面要求。
实施例3：
钢的化学成分：：C0.65%，Si1.70%，Mn5.00%，P≤0.020%，S≤0.020%，Al0.02%，Nb0.05%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：900℃，开冷温度为：850℃，冷却速度≥30℃/s，卷曲温度为：200℃，厚度规格：4.0mm；热镀锌加热保温温度为：480℃，保温时间为：160s，镀液成分为：锌液（含有0.5%Al）。
组织为：88%回火M+12%残余A。
成品性能：屈服强度980MPa，抗拉强度1220MPa，伸长率12%，镀层附着力良好，表面质量符合FA级表面要求。
实施例4：
钢的化学成分：：C0.45%，Si3.50%，Mn2.40%，P≤0.020%，S≤0.030%，Al0.02%，V0.50%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：850℃，开冷温度为：800℃，冷却速度≥20℃/s，卷曲温度为：250℃，厚度规格：6.0mm；热镀锌加热保温温度为：520℃，保温时间为：100s，镀液成分为：锌液（含有0.3%Al）。
组织为：10%F+72%回火M+18%残余A。
成品性能：屈服强度880MPa，抗拉强度1020MPa，伸长率17%，镀层附着力良好，表面质量符合FA级表面要求。
实施例5：
钢的化学成分：：C0.40%，Si0.02%，Mn2.30%，P0.30%，S≤0.030%，Al3.00%，Ti0.20%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：910℃，开冷温度为：870℃，冷却速度≥100℃/s，卷曲温度为：320℃，厚度规格：2.0mm；热镀锌加热保温温度为：500℃，保温时间为：90s，镀液成分为：锌液（含有0.3%Al）。
组织为：88%回火M+12%残余A。
成品性能：屈服强度1040MPa，抗拉强度1080MPa，伸长率10%，镀层附着力良好，表面质量符合FB级表面要求。
实施例6：
钢的化学成分：：C0.35%，Si1.70%，Mn2.50%，P≤0.020%，S≤0.030%，Al0.050%，Nb0.20%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：930℃，开冷温度为：890℃，冷却速度≥60℃/s，卷曲温度为：220℃，厚度规格：2.5mm；热镀锌加热保温温度为：590℃，保温时间为：60s，镀液成分为：锌液（含有0.3%Al）。
组织为：5%F+88%回火M+7%残余A。
成品性能：屈服强度1140MPa，抗拉强度1290MPa，伸长率11%，镀层附着力良好，表面质量符合FA级表面要求。
实施例7：
钢的化学成分：：C0.35%，Si1.90%，Mn2.50%，P≤0.010%，S≤0.010%，Al0.040%，Ti0.02%，Nb0.03%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：870℃，开冷温度为：840℃，冷却速度≥150℃/s，卷曲温度为：200℃，厚度规格：6.0mm；热镀锌加热保温温度为：550℃，保温时间为：90s，镀液成分为：锌液（含有0.4%Al）。
组织为：5%F+92%回火M+3%残余A。
成品性能：屈服强度1260MPa，抗拉强度1320MPa，伸长率10%，镀层附着力良好，表面质量符合FB级表面要求。
实施例8：
钢的化学成分：：C0.35%，Si1.10%，Mn4.00%，P≤0.015%，S≤0.020%，Al0.70%，V0.150%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：930℃，开冷温度为：900℃，冷却速度≥45℃/s，卷曲温度为：350℃，厚度规格：3.5mm；热镀锌加热保温温度为：480℃，保温时间为：150s，镀液成分为：锌液（含有0.2%Al）。
组织为：85%回火M+15%残余A。
成品性能：屈服强度890MPa，抗拉强度1020MPa，伸长率13%，镀层附着力良好，表面质量符合FA级表面要求。
实施例9：
钢的化学成分：：C0.50%，Si2.50%，Mn2.80%，P≤0.010%，S≤0.015%，Al0.03%，V0.05%，Ti0.02%，Nb0.02%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：900℃，开冷温度为：870℃，冷却速度≥28℃/s，卷曲温度为：270℃，厚度规格：4.5mm；热镀锌加热保温温度为：490℃，保温时间为：120s，镀液成分为：锌液（含有0.24%Al）。
组织为：8%F+72%回火M+20%残余A。
成品性能：屈服强度810MPa，抗拉强度1180MPa，伸长率20%，镀层附着力良好，表面质量符合FA级表面要求。
实施例10：
钢的化学成分：：C0.35%，Si1.40%，Mn2.10%，P≤0.008%，S≤0.008%，Al0.04%，Nb0.40%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：940℃，开冷温度为：900℃，冷却速度≥80℃/s，卷曲温度为：280℃，厚度规格：2.5mm；热镀锌加热保温温度为：530℃，保温时间为：100s，镀液成分为：锌液（含有0.35%Al）。
组织为：86%回火M+14%残余A。
成品性能：屈服强度1150MPa，抗拉强度1240MPa，伸长率14%，镀层附着力良好，表面质量符合FB级表面要求。
实施例11：
钢的化学成分：：C0.35%，Si1.10%，Mn2.00%，P≤0.015%，S≤0.020%，Al0.50%，V0.150%，Ti0.04%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：930℃，开冷温度为：900℃，冷却速度≥45℃/s，卷曲温度为：350℃，厚度规格：3.5mm；热镀锌加热保温温度为：480℃，保温时间为：150s，镀液成分为：锌液（含有0.2%Al）。
组织为：85%回火M+15%残余A。
成品性能：屈服强度950MPa，抗拉强度1070MPa，伸长率14%，镀层附着力良好，表面质量符合FA级表面要求。
实施例12：
钢的化学成分：：C0.35%，Si1.00%，Mn2.20%，P≤0.015%，S≤0.020%，Al0.80%，V0.150%，Nb0.03%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。
制造工艺：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗后，钢板在连续热镀锌生产线进行热镀锌，得到超高强度热轧基板镀锌板。热轧终轧温度为：930℃，开冷温度为：900℃，冷却速度≥45℃/s，卷曲温度为：350℃，厚度规格：3.5mm；热镀锌加热保温温度为：480℃，保温时间为：150s，镀液成分为：锌液（含有0.2%Al）。
组织为：85%回火M+15%残余A。
成品性能：屈服强度990MPa，抗拉强度1120MPa，伸长率14.5%，镀层附着力良好，表面质量符合FA级表面要求。
Claims (3)
1.一种经济型高强度热轧基板镀锌板的制造方法，其特征在于化学组成按质量百分比为：C 0.15％～0.65％，Si0.01％～3.50％，Mn4.00～5.00％，P≤0.50％，S≤0.030％，Al0.70％～3.00％，V≤0.50％，Ti≤0.20％，Nb≤0.20％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；钢板最终组织组成为：铁素体+回火马氏体+残余奥氏体或回火马氏体+残余奥氏体，其体积百分数分别为铁素体0％～60％，回火马氏体38％-98％，残余奥氏体2％～20％；包括冶炼、铸造、热轧、酸洗、热镀锌，热轧的终轧温度控制在奥氏体区，冷却开始温度控制在奥氏体区或奥氏体和铁素体的两相区，冷却终点所述钢的Ms点和Mf点之间的温度，然后卷取；热轧板酸洗后立即进行热浸镀处理，钢板在连续热镀锌生产线加热到480℃-600℃，保温温度480℃-600℃，然后进行热镀锌。
2.根据权利要求1所述的经济型高强度热轧基板镀锌板的制造方法，其特征在于：热镀锌加热温度、保温温度480℃-520℃。
3.根据权利要求1或2所述的经济型高强度热轧基板镀锌板的制造方法，其特征在于：热轧带钢的轧后冷却速度大于15℃/s。
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