CN104593686A - 一种合金化热镀锌双相钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种合金化热镀锌双相钢的制备方法，属于高强度冷轧热镀锌钢技术领域。该冷轧双相DP钢的化学成分重量百分比分别为：Mn：1.3％～1.7％；P≤0.01％；Mo：0.15％～0.25％；Cr：0.15％～0.25％；Nb：0.02％～0.04％；C：0.07％～0.11％；Si：0.2％～0.5％；Als：0.02％～0.07％；N：≤0.04％；S：0.01％，余量为Fe及杂质。本发明提供的优异扩孔性合金化热镀锌双相钢制备方法，利用添加一定量的Nb细化马氏体相，使得马氏体相在最终微观组织中均匀分散，并且适当调控合金化处理温度(520℃～560℃)，生成适量的中间硬相珠光体，减小硬质马氏体相和软质铁素体相之间的硬度差，从而提高双相钢的扩孔性。
Description
技术领域
本发明涉及高强度冷轧热镀锌钢技术领域，特别涉及一种合金化热镀锌双相钢及其制备方法。
背景技术
双相钢(DP，Dual Phase Steel)的显微组织由多边形铁素体和马氏体两相所构成，铁素体提供了钢的延性，马氏体则提供了强度。所述双相钢具有屈强比低、初始加工硬化速率高以及强度和延性匹配好等特点，已成为汽车用高强钢的首选材料之一。然而，双相钢的软基体铁素体相和硬马氏体相的临界处易形成空位，因此存在扩孔性差的问题。
不同于连退工艺，在合金化镀锌工艺中，镀锌温度和合金化温度阻碍带钢的冷却过程，削减冷却速度，因此需要添加较高的合金含量。高的C、Mn含量是稳定奥氏体并提高双相钢强度的重要因素。而过量的C会影响带钢的焊接性和恶化延伸率，因而C含量应控制在0.15wt％以内。虽然。Si元素可以增加C元素向奥氏体中扩散的驱动力，提高奥氏体的稳定性以及改善铁素体的纯净度，使带钢获得良好的强度和延伸率。但是，对于镀锌双相钢，由于涂镀性能对钢板表面质量的要求高，因而不能添加Si元素，以免影响双相钢的力学性能。
基于以上现状，亟需一种合金化镀锌双相钢的最佳制备方法，以获取具有优异扩孔性的合金化镀锌双相钢。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种合金化热镀锌双相钢的制备方法，用于解决现有技术中双相钢的扩孔性差的技术问题。
本发明提供一种合金化热镀锌双相钢的制备方法，所述方法包括：
精炼过程中，调整转炉中钢水的化学成分，使所述化学成分按重量百分比计为：
Mn：1.3％～1.7％；P≤0.01％；Mo：0.15％～0.25％；Cr：0.15％～0.25％；Nb：0.02％～0.04％；C：0.07％～0.11％；Si：0.2％～0.5％；Als：0.02％～0.07％；N：≤0.04％；S：0.01％；
出钢过程中，向所述钢水中分别加入白灰200～800kg，预熔渣0～1000kg，萤石0～400kg；通过连铸过程获取板坯；
将所述板坯进行加热，经粗轧、精轧获取热轧板；将所述热轧板进行层流冷却卷取获取热轧卷；所述热轧板的卷取温度为600～650℃；
将所述热轧卷通过冷轧获取冷硬卷，将所述冷硬卷经连续退火处理过程获取所述双相钢；其中，
将所述退火处理过程中的镀层合金化处理温度控制为520～560℃。
上述方案中，将所述板坯进行加热包括：将板坯加热温度调整至1220～1260℃，对所述板坯进行加热。
上述方案中，所述精轧的终轧温度为860～910℃。
上述方案中，将所述热轧卷通过冷轧获取冷硬卷时，所述冷轧的压下率为50％～70％。
上述方案中，将所述冷硬卷经连续退火处理获取所述双相钢包括：
按照第一加热速度将所述冷硬卷预热至220℃，获取第一带钢；
按照第二加热速度将所述第一带钢加热至780～820℃，实现所述冷硬卷中铁素体的再结晶，珠光体部分转变为奥氏体；
在所述780～820℃的温度范围内将所述第一带钢保温60s～100s，实现部分奥氏体化；
按照第一冷却速度将所述第一带钢冷却至720～760℃；
将所述第一带钢经吹气快冷却至450～460℃，以对所述第一带钢进行镀锌，获取第二带钢，将所述第二带钢经气刀吹刮冷却至420～430℃；
将所述第二带钢进行5～30s的镀层合金化处理；
按照第二冷却速度将所述第二带钢冷却至250～300℃，获取所述双相钢。
上述方案中，所述第一加热速度为8℃/s～12℃/s。
上述方案中，所述第二加热速度为1.5℃/s～4℃/s。
上述方案中，所述第一冷却速度为8℃/s～12℃/s。
上述方案中，所述第二冷却速度为6℃/s～9℃/s。
本发明提供了一种合金化热镀锌双相钢的制备方法，所述方法包括：精炼过程中，调整转炉中钢水的化学成分，使所述化学成分按重量百分比计为：Mn：1.3％～1.7％；P≤0.01％；Mo：0.15％～0.25％；Cr：0.15％～0.25％；Nb：0.02％～0.04％；C：0.07％～0.11％；Si：0.2％～0.5％；Als：0.02％～0.07％；N：≤0.04％；S：0.01％；出钢过程中，向所述钢水中分别加入白灰200～800kg，预熔渣0～1000kg，萤石0～400kg；通过连铸过程获取板坯；将所述板坯进行加热，经粗轧、精轧获取热轧板；将所述热轧板进行层流冷却卷取获取热轧卷；所述热轧板的卷取温度为600～650℃；将所述热轧卷通过冷轧获取冷硬卷，将所述冷硬卷经连续退火处理获取所述双相钢；其中，将所述退火处理过程中的镀层合金化处理温度控制为520～560℃，如此，可通过所述Nb细化马氏体相，使所述马氏体相可以均匀分布在双相钢中；并通过调整合金化处理的温度，生成适量的中间硬相珠光体，减小马氏体相遇铁素体相之间的硬度差，从而提高双相刚的扩孔性；另外，利用所述Cr、Mo元素提高淬透性，确保所述双相钢的力学性能。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的合金化热镀锌双相钢制备方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一提供的合金化热镀锌双相钢的显微组织图。
具体实施方式
为了提高双相钢的扩孔性及力学性能，本发明提供了一种合金化热镀锌双相钢的制备方法，包括：精炼过程中，调整转炉中钢水的化学成分，使所述化学成分按重量百分比计为：Mn：1.3％～1.7％；P≤0.01％；Mo：0.15％～0.25％；Cr：0.15％～0.25％；Nb：0.02％～0.04％；C：0.07％～0.11％；Si：0.2％～0.5％；Als：0.02％～0.07％；N：≤0.04％；S：0.01％；出钢过程中，向所述钢水中分别加入白灰200～800kg，预熔渣0～1000kg，萤石0～400kg；通过连铸过程获取板坯；将所述板坯进行加热，经粗轧、精轧获取热轧板；将所述热轧板进行层流冷却卷取获取热轧卷；所述热轧板的卷取温度为600～650℃；将所述热轧卷通过冷轧获取冷硬卷，将所述冷硬卷经连续退火处理获取所述双相钢；其中，将所述退火处理过程中的镀层合金化处理温度控制为520～560℃。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
本实施例提供一种合金化热镀锌双相钢的制备方法，如图1所示，所述方法包括以下几个步骤：
步骤110，精炼过程中，调整转炉中钢水的化学成分。
本步骤中，所述钢水中的化学成分包括：
锰Mn，通过向转炉的钢水中加入中碳锰铁或低碳锰铁调整锰含量，使所述Mn的重量百分比为1.3％～1.7％；
磷P，通过向转炉的钢水中加入磷铁调整磷含量，使所述P的重量百分比不大于0.01％；
钼Mo，通过向转炉的钢水中加入Mo调整钼含量，使所述Mo的重量百分比为0.15％～0.25％；
镉Cr，通过向转炉的钢水中加入Cr调整镉含量，使所述Cr的重量百分比为0.15％～0.25％；
铌Nb，通过向转炉的钢水中加入Nb调整铌含量，使所述Nb的重量百分比为0.02％～0.04％；
碳C，通过向转炉的钢水中加入C调整碳含量，使所述C的重量百分比为0.07％～0.11％；
硅Si，通过向转炉的钢水中加入Si调整硅含量，使所述Si的重量百分比为0.2％～0.5％；
铝Als，通过向转炉的钢水中加入Als调整铝含量，使所述Als重量百分比为0.02％～0.07％；
氮N，通过向转炉的钢水中加入N调整氮含量，使所述N的重量百分比不大于0.04％；
硫S，通过向转炉的钢水中加入N调整硫含量，使所述S的重量百分比不大于0.01％。
这里，所述钢水中余下的化学成分还包括：铁Fe及微量元素。在精炼过程中，所述转炉的终点目标温度为1700～1740℃。
步骤111，出钢过程中，向所述钢水中分别加入白灰200～800kg，预熔渣0～1000kg，萤石0～400kg；通过连铸过程获取板坯。
具体地，所述出钢时间不小于4分钟，在出钢前期开始加入渣料，当出钢时间达到0.8分钟，即出钢量达到总钢量的1/5时，加入所有的渣料；出钢下渣量不大于80mm。其中，所述渣料包括：白灰200～800kg、熔渣0～1000kg以及萤石0～400kg。
当出钢完毕之后，通过连铸过程获取板坯；其中，在连铸过程中保证保护浇注，预防钢水被空气二次氧化。
步骤112，将所述板坯进行加热，经粗轧、精轧获取热轧板；将所述热轧板进行层流冷却卷取获取热轧卷；所述热轧板的卷取温度为600～650℃。
本步骤中，将板坯加热温度调整至1220～1260℃，对所述板坯进行加热。对所述板坯进行加热后，依次经粗轧、精轧获取热轧板；其中，所述精轧的终轧温度为860～910℃，所述热轧板的卷取温度为600～650℃。
这里，当对热轧板卷取后会留下较多的固溶Nb，但在后续的退火处理过程中可以依次析出；因此，可通过Nb细化马氏体相，以保证双相钢良好的扩孔性能。
步骤113，将所述热轧卷通过冷轧获取冷硬卷，将所述冷硬卷经连续退火处理过程获取所述双相钢，将所述退火处理过程中的镀层合金化处理温度控制为520～560℃。
本步骤中，将所述热轧卷通过冷轧获取冷硬卷时，所述冷轧的压下率为50％～70％。
具体地，将所述冷硬卷经连续退火处理获取所述双相钢包括：
按照第一加热速度将所述冷硬卷预热至220℃，获取第一带钢；其中，第一加热速度为8℃/s～12℃/s。
按照第二加热速度将所述第一带钢进一步加热至780～820℃，实现所述冷硬卷中铁素体的再结晶，珠光体部分转变为奥氏体，并向铁素体长大；其中，第二加热速度为1.5℃/s～4℃/s。
在所述780～820℃的温度范围内将所述第一带钢保温60s～100s，实现部分奥氏体化；铁素体中的C、Mn元素向奥氏体中转移并在奥氏体中均化。
按照第一冷却速度将所述第一带钢冷却至720～760℃，使得奥氏体部分转移为铁素体，所述C、Mn元素进一步向所述奥氏体中聚集；其中，所述第一冷却速度为8℃/s～12℃/s。
将所述第一带钢经吹气快冷却至镀锌450～460℃，以对所述第一带钢进行镀锌，获取第二带钢，将所述第二带钢经气刀吹刮冷却至420～430℃；其中，在镀锌阶段，要尽量减少所述第二带钢在均衡段，炉鼻子及锌锅中的停留时间，避免部分奥氏体在高温下分解。
镀锌结束后，将所述第二带钢加热至520～560℃，进行5～30s的镀层合金化处理；其中，在镀层合金化处理过程中，珠光体形成。
按照第二冷却速度将所述第二带钢冷却至250～300℃，获取所述双相钢。其中，所述第二冷却速度为6℃/s～9℃/s，在该过程中，奥氏体相转变为马氏体相。
这里，如图1所示，所述双相钢的显微组织图片如图2所示。其中，灰黑色的物质为铁素体基体，所述亮白色物质为马氏体。
本实施例提供的双相钢的制备方法，通过将镀层合金化温度调控至520～560℃，生成适量的中间硬相珠光体，减小硬质马氏体相和软质铁素体相之间的硬度差，从而提高双相钢的扩孔性。并且，通过添加适量的Cr和Mo组合元素提高淬透性，解决合金化镀锌产线中带钢因冷却速度削减带来的不良力学性能技术问题。
实施例二
为了验证本发明提供的双相钢的制备方法，本实施例对比在不同的卷取温度、第二加热温度及镀锌合金化温度下进行试验。
具体地，所述钢水的化学成分表如表1所示：
表1
| C | Si | Mn | Als | P | S | Cr | Mo | Nb |
| 0.09％ | 0.2％ | 1.5％ | 0.036％ | 0.009％ | 0.002％ | 0.2％ | 0.22％ | 0.03％ |
如表1所示，所述C的重量百分比为0.09％；所述Si的重量百分比为0.2％；所述Mn的重量百分比为1.5％；所述Als重量百分比为0.036％；所述P的重量百分比为0.002％；所述S的重量百分比为0.002％；所述Cr的重量百分比为0.2％；所述Mo的重量百分比为0.22％；所述Nb的重量百分比为0.03％。
将所述钢水在四种不同的试验条件下进行试验，以测试双相钢的扩孔率及屈服强度；
第一种试验包括：将卷取温度设置为690℃、将第二加热温度设置为800℃、将镀锌合金化温度设置为500℃。
第二种试验包括：将卷取温度设置为620℃、将第二加热温度设置为780℃、将镀锌合金化温度设置为520℃。
第三种试验包括：将卷取温度设置为620℃、将第二加热温度设置为800℃、将镀锌合金化温度设置为520℃。
第四种试验包括：将卷取温度设置为640℃、将第二加热温度设置为820℃、将镀锌合金化温度设置为560℃。
在上述四种试验条件下试验完毕后，试验结果如表2所示。
表2
| Rp0.2,N/mm2 | Rm,N/mm2 | A50,％ | λ |
| 第一种试验 | 313 | 608 | 30 | 28 |
| 第二种试验 | 347 | 640 | 30.5 | 44 |
| 第三种试验 | 340 | 628 | 29.5 | 48 |
| 第四种试验 | 323 | 620 | 28 | 45 |
如表2所示，在第二种试验、第三种试验、第四种试验条件下测得双相钢的屈服强度Rp0.2、抗拉强度Rm、延伸率A50以及波长λ均比第一种试验条件下的高；由此说明，利用本发明提供的双相钢制备方法可以获取具有较高的扩孔性能及力学性能的双相钢，以满足市场对双相钢加工性能的特殊要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种合金化热镀锌双相钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
精炼过程中，调整转炉中钢水的化学成分，使所述化学成分按重量百分比计为：
Mn：1.3％～1.7％；P≤0.01％；Mo：0.15％～0.25％；Cr：0.15％～0.25％；Nb：0.02％～0.04％；C：0.07％～0.11％；Si：0.2％～0.5％；Als：0.02％～0.07％；N：≤0.04％；S：0.01％；
出钢过程中，向所述钢水中分别加入白灰200～800kg，预熔渣0～1000kg，萤石0～400kg；通过连铸过程获取板坯；
将所述板坯进行加热，经粗轧、精轧获取热轧板；将所述热轧板进行层流冷却卷取获取热轧卷；所述热轧板的卷取温度为600～650℃；
将所述热轧卷通过冷轧获取冷硬卷，将所述冷硬卷经连续退火处理过程获取所述双相钢；其中，
将所述退火处理过程中的镀层合金化处理温度控制为520～560℃。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述板坯进行加热包括：将板坯加热温度调整至1220～1260℃，对所述板坯进行加热。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述精轧的终轧温度为860～910℃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述热轧卷通过冷轧获取冷硬卷时，所述冷轧的压下率为50％～70％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述冷硬卷经连续退火处理获取所述双相钢包括：
按照第一加热速度将所述冷硬卷预热至220℃，获取第一带钢；
按照第二加热速度将所述第一带钢加热至780～820℃，实现所述冷硬卷中铁素体的再结晶，珠光体部分转变为奥氏体；
在所述780～820℃的温度范围内将所述第一带钢保温60s～100s，实现部分奥氏体化；
按照第一冷却速度将所述第一带钢冷却至720～760℃；
将所述第一带钢经吹气快冷却至450～460℃，以对所述第一带钢进行镀锌，获取第二带钢，将所述第二带钢经气刀吹刮冷却至420～430℃；
将所述第二带钢进行5～30s的镀层合金化处理；
按照第二冷却速度将所述第二带钢冷却至250～300℃，获取所述双相钢。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一加热速度为8℃/s～12℃/s。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二加热速度为1.5℃/s～4℃/s。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一冷却速度为8℃/s～12℃/s。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二冷却速度为6℃/s～9℃/s。
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