CN105714186A - 连续退火低合金高强度钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种连续退火低合金高强度钢板及其生产方法，其成分的质量百分含量为：C 0.06～0.10%，Si≤0.50%，Mn 0.6～1.2%，P≤0.025%，S≤0.025%，N≤50ppm，Als 200～500ppm，Nb 0.030?0.060%，其余为铁和不可避免的杂质。本高强度钢板采用低碳设计，通过Si和Mn固溶强化增强材料强度，通过单独的Nb微合金化，在改善材料强度同时，仍然保持良好的塑形；本高强度钢板未采用Ti元素进行微合金化，有利于成品性能的稳定性；本高强度钢板具有良好的强度、塑性和成形性能。本方法添加了适量的Si元素，净化了铁素体基体，使得所获钢种具有良好的塑形，同时，结合相关的连退工艺参数，使材料具备连续屈服特征，确保用户在使用过程中产品的表面质量。
Description
技术领域
本发明属于金属材料领域，尤其是一种连续退火低合金高强度钢板及其生产方法。
背景技术
随着汽车安全性能要求的提高，在汽车车身制造中越来越多地采用具有良好强塑积的高强钢。一方面在不损失汽车安全性能的前提下减轻车身重量；另一方面降低汽车油耗和减少环境污染；因此，高强钢在汽车车身制造中的使用越来越多，尤其是在一些安全件和结构件生产上。而传统的微合金化高强钢由于具有良好的屈强比和焊接性能，在汽车零部件制造中仍然广泛使用，该类钢种主要通过添加Mn和Si等固溶强化元素以及Nb、V和Ti等微合金化元素来提高材料强度，同时具备一定的成形性能。传统的微合金化高强钢均含有Ti，如屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺(授权公告号：CN102492823B)中所述，采用了适量的Ti合金化，由于Ti活性大，存在形式多样,难以控制，会导致材料性能的巨大波动，而且对材料的塑形不利。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好的塑形的连续退火低合金高强度钢板；本发明还提供了一种产品性能稳定的连续退火低合金高强度钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明成分的质量百分含量为：C0.06～0.10%，Si≤0.50%，Mn0.6～1.2%，P≤0.025%，S≤0.025%，N≤50ppm，Als200～500ppm，Nb0.030～0.060%，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明中：
C：碳是钢中最基本的元素，作为钢中的间隙原子，对提高钢的强度起着非常重要的作用，对钢的屈服强度和抗拉强度影响最大。通常情况下，钢的强度越高，延伸率越低，因此碳含量控制在0.06～0.10%之间。
Si：Si是固溶强化元素，但是随着Si含量的提高会降低材料的延伸率和塑性应变比，每添加1%(质量百分比)含量的Si会提高铁素体的屈服强度约为80MPa，但其对塑性的影响要弱于Mn和P元素。
Mn：Mn与Si相同，是固溶强化元素，含量增加会降低延伸率和塑性应变比，一般每加入1%(质量百分比)含量的Mn会将铁素体的强度提高40MPa，通常情况下，对于Al镇静钢为了避免S产生的热裂纹，一般需要将Mn/S控制在20以上。
P：P是一种有效的固溶强化元素，每添加1%(质量分数)的P会将基体的强度提高700MPa左右，在本发明中，不采用P进行强化。
Al：炼钢中的脱氧元素，为了有效地脱氧通常将Als控制在200～500ppm。
N：N为有害杂质元素，在室温的铁素体中扩散速度快，很容易导致室温时效，为了使得最终产品具有良好的成形性能，本发明中N含量控制在50ppm及以下。
S：S为有害杂质元素，控制越低越好，本发明控制在0.025%及以下。
Nb：为碳化物、氮化物或碳氮化物形成元素，在热轧时，可以抑制再结晶，细化晶粒，同时可以通过形成二次相来改善材料的韧性，提高强度。
本发明方法包括热轧、冷轧、退火和平整工序，所述钢板成分的质量百分含量如上所述。
本发明方法所述热轧工序：加热温度1250～1320℃，加热时间为120～180分钟，热轧终轧温度为870±10℃，卷取温度为600±20℃。
本发明方法所述冷轧工序：冷轧压下率控制在50～60%。
本发明方法所述退火工序：退火均热温度为770±20℃，均热时间为60～250s，快冷开始温度为680±20℃，过时效温度为380±20℃，最后入水冷却至室温。
本发明方法所述平整工序：采用平整延伸率控制模式；根据带钢厚度t，平整延伸率s的设定如下：t≤1.2mm时，s=1.2*t%；1.2mm＜t≤2.0mm时，s=1.0*t%；t＞2.0mm时，s=0.8*t%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用低碳设计，通过Si和Mn固溶强化增强材料强度，通过单独的Nb微合金化，在改善材料强度同时，仍然保持良好的塑形；本发明未采用Ti元素进行微合金化，有利于成品性能的稳定性。因此，本发明具有良好的强度、塑性和成形性能。
本发明方法添加了适量的Si元素，净化了铁素体基体，使得所获钢种具有良好的塑形，同时，结合相关的连退工艺参数，如根据基于厚度的平整压下率来控制成品的屈服平台，使材料具备连续屈服特征，确保用户在使用过程中产品的表面质量。
本发明方法所述热轧工序中铸坯的高温加热，促进了铸坯冷却过程中形成的Nb的析出物的溶解，有利于热轧过程中奥氏体再结晶的延迟，细化热轧板带组织的晶粒尺寸；终轧和卷取温度的设定可以保证带钢在单一的奥氏体温度区间完成轧制以及再结晶，在后续的层流冷却和卷取过程中，获得晶粒尺寸细小的热轧板带，满足热轧原料对性能的要求。
本发明方法所述冷轧工序和退火工序中，适量的冷轧压下率设定可以在不增加酸轧轧制负荷的前提下为退火时冷硬板的回复和再结晶提供足够的驱动力，退火温度和时间可以确保冷硬钢带彻底完成再结晶，过时效温度的设定，确保过时效过程中间隙碳原子的快速扩散和聚集，降低自由的间隙碳原子数量，提高产品的抗时效性能；
本发明方法所述平整工序中，根据厚度进行平整延伸率的设定，一方面可以有效地去除退火后钢带的屈服平台，改善用户使用时产品的表面质量；另一方面，可以避免压下率的设定不合理，造成材料性能的恶化。
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1－8：本连续退火低合金高强度钢板采用下述成分配比，以及下述生产工艺。
（1）各实施例的成分配比见表1。
表1：各实施例的化学成分(质量百分比：%)
| 实施例 | C | Mn | S | P | Si | Als | Nb | N(ppm)2 --> |
| 1 | 0.06 | 1.05 | 0.007 | 0.015 | 0.50 | 0.035 | 0.055 | 20 |
| 2 | 0.07 | 0.70 | 0.020 | 0.020 | 0.35 | 0.045 | 0.035 | 42 |
| 3 | 0.10 | 1.20 | 0.025 | 0.018 | 0.45 | 0.050 | 0.030 | 45 |
| 4 | 0.07 | 0.80 | 0.004 | 0.014 | 0.15 | 0.025 | 0.042 | 38 |
| 5 | 0.08 | 0.60 | 0.012 | 0.025 | 0.03 | 0.038 | 0.060 | 50 |
| 6 | 0.85 | 0.80 | 0.007 | 0.017 | 0.15 | 0.042 | 0.030 | 35 |
| 7 | 0.07 | 0.90 | 0.006 | 0.010 | 0.30 | 0.030 | 0.045 | 34 |
| 8 | 0.09 | 0.85 | 0.009 | 0.014 | 0.25 | 0.020 | 0.038 | 22 |
表1中，余量为铁和不可避免的杂质。
（2）钢坯经热轧、冷轧、退火和平整工序，得到所述的高强度钢板。各实施例中热轧和冷轧工序的工艺参数见表2，退火和平整工序的工艺参数见表3。
表2：热轧和冷轧工序的工艺参数
| 实施例 | 加热温度℃ | 加热时间℃ | 终轧温度℃ | 卷取温度℃ | 冷轧压下率% |
| 1 | 1280 | 145 | 870 | 600 | 50 |
| 2 | 1290 | 135 | 865 | 585 | 54 |
| 3 | 1320 | 120 | 865 | 580 | 60 |
| 4 | 1285 | 125 | 880 | 610 | 55 |
| 5 | 1270 | 180 | 860 | 620 | 60 |
| 6 | 1260 | 170 | 880 | 590 | 60 |
| 7 | 1250 | 160 | 880 | 590 | 55 |
| 8 | 1300 | 155 | 875 | 610 | 60 |
表3：退火和平整工序的工艺参数
表3中的厚度是指退火工序所得带钢的厚度。
（3）各实施例所得高强度钢板的机械性能见表4。
表4：高强度钢板的机械性能
| 实施例 | 屈服强度(Rp0.2:MPa) | 抗拉强度(MPa) | 断后伸长率(A80:%) |
| 1 | 442 | 552 | 25.0 |
| 2 | 430 | 542 | 24.0 |
| 3 | 436 | 551 | 24.0 |
| 4 | 456 | 546 | 23.0 |
| 5 | 452 | 587 | 23.0 |
| 6 | 420 | 524 | 26.5 |
| 7 | 432 | 537 | 26.5 |
| 8 | 424 | 528 | 27.0 |
由表4可见，本方法所得高强度钢板的性能稳定，有利于材料的塑形。
Claims (6)
1.一种连续退火低合金高强度钢板，其特征在于，其成分的质量百分含量为：C0.06～0.10%，Si≤0.50%，Mn0.6～1.2%，P≤0.025%，S≤0.025%，N≤50ppm，Als200～500ppm，Nb0.030～0.060%，其余为铁和不可避免的杂质。
2.一种连续退火低合金高强度钢板的生产方法，包括热轧、冷轧、退火和平整工序，其特征在于，所述钢板成分的质量百分含量为：C0.06～0.10%，Si≤0.50%，Mn0.6～1.2%，P≤0.025%，S≤0.025%，N≤50ppm，Als200～500ppm，Nb0.030～0.060%，其余为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的连续退火低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于，所述热轧工序：加热温度1250～1320℃，加热时间为120～180分钟，热轧终轧温度为870±10℃，卷取温度为600±20℃。
4.根据权利要求2所述的连续退火低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于，所述冷轧工序：冷轧压下率控制在50～60%。
5.根据权利要求2所述的连续退火低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于，所述退火工序：退火均热温度为770±20℃，均热时间为60～250s，快冷开始温度为680±20℃，过时效温度为380±20℃，最后入水冷却至室温。
6.根据权利要求2－5任意一项所述的连续退火低合金高强度钢板的生产方法，其特征在于，所述平整工序：采用平整延伸率控制模式；根据带钢厚度t，平整延伸率s的设定如下：t≤1.2mm时，s=1.2*t%；1.2mm＜t≤2.0mm时，s=1.0*t%；t＞2.0mm时，s=0.8*t%。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160629 |