CN104962809A - 含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢及其制造方法 - Google Patents

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潘利波
杜小峰
田德新
陈宇
孙方义
冯冠文
周文强
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Abstract

本发明公开了一种含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢,钢中化学成分及重量百分比为:C≤0.003%;Si≤0.01%;Mn:0.06~0.15%;P≤0.015%;Nb:0.01~0.04%;Ti:0.02~0.05%;Als:0.015~0.04%;S≤0.01%;N≤0.003%,其余为Fe和不可避免杂质,另外本发明还提供相应的制造方法,本发明生产出的外覆盖件用钢具有低的强度和极高的深冲性能,同时具备低的Δr值和较好的镀层质量,具有良好的各向同性,焊接性能也非常优异。

Description

含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢及其制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及钢材制造技术,具体涉及一种含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢及 其制造方法。
背景技术
[0002] 随着我国汽车工业的发展,特别是近年以来我国汽车市场出现的"井喷"式发展, 对汽车材料的性能提出了新的要求。作为汽车车身覆盖件材料的钢板,其成型性能将直接 决定冲压加工的废品率以及冲压工模具的寿命,涂镀层的性能亦决定了汽车的耐腐蚀性和 使用寿命。合金化IF钢由于其优异的加工成型性能和防腐性能成为汽车车身覆盖件的主 要用钢,广泛应用在各汽车厂商特别是日韩系品牌的汽车厂,而由于日韩系汽车品牌目前 在中国市场的汽车占有率一直名列前茅,因此,合金化IF钢在市场中的应用非常大,且效 益可观。
[0003] 钛或铌微合金化的IF钢由于没有时效性而可以毫无困难的在无过时效段的连续 热镀锌线上生产,而铌钛复合的IF钢除了具有良好的烘烤硬化性能,对合金化热镀锌钢板 还具有较低的粉化性能、低的深冲诱发脆性及优良的!*值,另外,铌元素对细化晶粒、提高 韧脆转变温度及可镀性都具有积极作用。
[0004] 汽车品牌对于汽车外覆盖件IF钢在诸多性能方面有其自身的要求,比如焊接性 能、疲劳强度、值等等方面,在汽车外覆盖件IF钢中加入铌,可以有效地改善产品在这 些方面的性能,满足汽车厂家的要求。
[0005] IF钢中的碳、氮含量和微台金元素钛、铌含量对钢的性能有着至关重要的影响, 现在,先进的炼钢工艺已把钢中的碳、氮含量降低到0.003%以下,在碳、氮含量很低的前 提下,钛、铌添加能有效地提高薄钢板的深冲性能,这是因为钛、铌与碳、氮结合成碳氮化合 物,以第二相粒子的形式析出,使钢成为无间隙原子状态,从而具有较好的深冲性能。汽车 外覆盖件要求美观,因此对冲压过程中钢板的各向异性要求要小,即△r值低,且其焊接性 能和疲劳强度均需满足要求。另外,车身用外覆盖件的耐蚀性是决定汽车使用寿命的主要 因素,汽车外覆盖件钢板应具有耐大气腐蚀和盐雾腐蚀的能力,用涂漆冷轧非涂层钢板做 车体已不能满足耐腐蚀方面的要求,因此耐蚀性优良且深冲性能好的合金化热镀锌IF钢 受到汽车厂家的青睐。
发明内容
[0006] 本发明的目的,在于克服上述不足,提供一种含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用 钢及其制造方法,使其具备良好的深冲性能和较好的各向同性,同时保证合金化镀层质量。 在钢的化学成分设计上,保证产品具有良好的成形性能和较好的表面质量;在工艺设计上, 采用合适的轧制和退火以及合金化热镀锌工艺,保证产品具有较高的有利织构含量、良好 的耐蚀性和高表面质量特征。
[0007] 为实现上述目的,本发明提供一种含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢,其特殊 之处在于:钢中化学成分及重量百分比为:C彡0. 003% ;Si彡0. 01%;Mn:0. 06~0. 15% ;P彡 0• 015%;Nb:0• 01 ~0• 04%;Ti:0• 02 ~0• 05% ;A1S:0. 015 ~0• 04%;S彡 0• 01% ; N<0. 003%,其余为Fe和不可避免杂质。
[0008] 进一步地,钢中化学成分及重量百分比为:C:0. 0011~0. 0022%;Si:0. 0035~ 0• 0067%;Mn:0• 105 ~0• 125%;P:0• 009 ~0• 013%;Nb:0• 023 ~0• 034%;Ti:0• 0301 ~ 0• 0405%;A1S:0. 022 ~0• 038%;S:0• 0038 ~0• 0057%;N:0• 0021 ~0• 0025%,其余为Fe 和不可避免杂质。
[0009] 更进一步地,钢中化学成分及重量百分比为:C:0. 0014~0. 0015%;Si:0. 0049~ 0• 0053 %;Mn:0• 112 %;P:0• 01 ~0• 012 %;Nb:0• 027 %;Ti:0• 035 % ;A1S:0. 027 %;S: 0• 0045~0• 005%;N:0• 0022~0• 0024%,其余为Fe和不可避免杂质。
[0010]另外,本发明提供含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢的制造方法,生产工艺依 次为炼钢,热轧,冷轧,连续退火与合金化镀锌工序,其特殊之处在于:
[0011] 所述热轧工序采用高温终轧、高温卷取,所述冷轧工序采用大冷轧压下率,合金 化过程高温连续退火,热轧加热温度为1200~1260°C,终轧温度910~950°C,卷取温度 685~725°C,冷轧压下率70~80%,合金化过程中的退火温度840~860°C,合金化温度 505~535°C,镀层铁含量9. 5%~10. 5%,光整延伸率0• 6%~0• 8%。
[0012] 在上述技术方案中,IF钢要求将钢中间隙固溶的C、N原子完全消除,为获得IF钢 成品钢材的良好的深冲性能与优良的表面性能,要求钢中碳、氮、氧及夹杂物的含量尽可能 低。
[0013] C:碳通过间隙固溶强化,可显著提高钢的强度,但是钢中的碳含量高对成形性能 极为不利,故将其含量限定在:c< 0. 003%。
[0014]Si:硅有较强的固溶强化效果,可提高钢的强度,但是IF钢中加入硅元素不 仅对成形性能不利,而且影响合金化热镀锌后的表面质量。所以,将其含量限定在: Si彡 0• 01%〇
[0015] Mn:锰也是固溶强化元素,可提高钢的强度,但较高的锰含量对成形性能不利,尤 其是钢中的固溶碳、氮原子较多时,锰对成形性能的严重损害是由于锰与间隙原子之间的 交互作用而导致的。在本发明钢中,由于碳、氮原子完全被固定,所以锰的不良影响减少。考 虑到实际情况,所以,将其含量限定在〇. 06~0. 15%范围。
[0016]P:磷是固溶强化元素,是提高铁素体强度最高的元素。钢中加入适量的磷元素,其 在提高钢的强度的同时,不降低钢的成形性能。但是,较高的磷元素会使有利织构减弱,降 低钢的r值。考虑磷元素对钢性能的综合影响,将其含量限定在:P< 0. 015%。
[0017]Als:酸溶铝是作为脱氧剂加入的,保证钢水的纯净,但过多的铝含量会形成氧化 铝夹杂。综合考虑钢中的Als含量控制在0. 015~0. 04%。
[0018]Ti和Nb:钛、铌是强C、N化物形成元素,钢中加入钛和铌的目的是固定钢中的间隙 原子C和N,净化铁素体基体,从而使本发明钢种具有良好的成形性能。同时,铌、钛的加入 可起到析出强化和细化晶粒的作用,并且铌、钛的复合添加利于钢板表面的合金化热镀锌, 而且通过配合合适的生产工艺控制可以减小钢板的各向异性。所以,将其含量限定在Nb: 0• 01 ~0• 04%;Ti:0• 02 ~0• 05%。
[0019]S:硫在本发明钢中属于控制元素,其含量越低越好,考虑到实际冶炼成本。故将其 含量控制在:S彡0.01%。
[0020] N:氮在钢中是有害元素,影响钢的成形性能。故将其含量控制在:N< 0. 003%。
[0021] 有益效果:本发明合金化IF钢的成分采用超低C、微合金和极低的S和N含量,其 中微合金采用铌钛复合的成分配比,冶炼采用洁净钢生产技术,热轧应用控轧控冷工艺,冷 轧采用大压下量,合金化过程采用高温退火,使钢具有低的强度和极高的深冲性能,同时具 备低的△r值和较好的镀层质量,利用该技术方案生产出来的含Nb合金化热镀锌汽车外覆 盖件用钢,具有良好的各向同性,焊接性能也非常优异,详细数据及效果见实施例。在利用 该产品生产汽车外覆盖件时,所得零件质量优异、且耐腐蚀性好,使用寿命长,这样就无疑 对节省成本,提高生产效率起到了重要作用,具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
[0022] 图1为本发明实施例1产品金相组织图;
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述:
[0024] 实施例1至5含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢,其钢中化学成分及重量百分 比分别按下表1进行设计。
[0025] 表1各实施例钢中化学成分设计
Figure CN104962809AD00051
[0027] 实施例1至5含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢的制造方法,都依次包括炼钢, 热轧,冷轧,连续退火与合金化镀锌工序,不同之处在于制造过程中不同工序涉及的工艺参 数设计不同,具体工艺参数设计如下表2。
[0028] 表2各实施例的工艺参数
[0029]
Figure CN104962809AD00061
[0030] 实施例1至5制造出的含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢产品的组织和力学性 能如表3,其中屈服强度110~150MPa,抗拉强度高于270MPa,伸长率(A5CI_)不低于47%, 平均塑性应变比F值不低于2. 1,Ar值不超过0. 3,产品钢具有低的强度和极高的深冲性 能,同时具备低的Ar值,即良好的各向同性和较好的镀层质量。
[0031] 表3各实施例产品的性能
Figure CN104962809AD00062
[0033] 各实施例的成品金相组织图相似,取实施例1的观察结果如图1所示,组织为铁素 体加少量的三次渗碳体。

Claims (4)

1. 一种含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢,其特征在于:钢中化学成分及重量百分 比为:C 彡 0• 003% ;Si 彡 0• 01% ;Mn :0• 06 ~0• 15% ;P 彡 0• 015% ;Nb :0• Ol ~0• 04% ; Ti :0• 02 ~0• 05% ;A1S:0. 015 ~0• 04% ;S 彡 0• 01% ;N 彡 0• 003%,其余为 Fe 和不可避 免杂质。
2. 根据权利要求1所述的含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢,其特征在于:钢中 化学成分及重量百分比为:C :0• 0011~0• 0022% ;Si :0• 0035~0• 0067% ;Mn :0• 105~ 0• 125% ;P :0• 009 ~0• 013% ;Nb :0• 023 ~0• 034% Ji :0• 0301 ~0• 0405% ;A1S:0. 022 ~ 0• 038% ;S :0• 0038 ~0• 0057% ;N :0• 0021 ~0• 0025%,其余为 Fe 和不可避免杂质。
3. 根据权利要求1所述的含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢,其特征在于:钢中化 学成分及重量百分比为:C :0• 0014 ~0• 0015% ;Si :0• 0049 ~0• 0053% ;Mn :0• 112% ;P : 0• 01 ~0• 012% ;Nb :0• 027% ;Ti :0• 035% ;A1S:0. 027% ;S :0• 0045 ~0• 005% ;N :0• 0022 ~ 0. 0024%,其余为Fe和不可避免杂质。
4. 一种权利要求1所述的含铌合金化热镀锌汽车外覆盖件用钢的制造方法,生产工艺 依次为炼钢,热轧,冷轧,连续退火与合金化镀锌工序,其特征在于: 所述热轧工序采用高温终轧、高温卷取,所述冷轧工序采用大冷轧压下率,合金化过程 高温连续退火,热轧加热温度为1200~1260°C,终轧温度910~950°C,卷取温度685~ 725 °C,冷轧压下率70~80 %,合金化过程中的退火温度840~860 °C,合金化温度505~ 535°C,镀层铁含量9. 5 %~10. 5 %,光整延伸率0• 6 %~0• 8 %。
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