CN106636945B - 一种高强度含硼钢板的生产方法 - Google Patents

一种高强度含硼钢板的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度含硼钢板的生产方法，涉及钢板生产技术领域，包括冶炼、轧制、冷却和调质，本发明的钢板通过加入适量的合金元素，这些元素与钢中的碳形成强化相，充分提高了钢板的强度，并具有较好的韧性，在钢板的生产过程中，采用双重轧制，使得钢板的变形量达到60％‑90％，提高了钢板的硬度和强度，冷却后的钢板再经一定的调质处理，使得钢板的心部也获得了良好的组织和性能，整个生产工艺简单，可操作性强。

Description

一种高强度含硼钢板的生产方法
技术领域
本发明涉及钢板生产技术领域，具体涉及一种高强度含硼钢板的生产方法。
背景技术
为了提高汽车的碰撞安全性能，尤其是侧碰和正碰性能，采用提高钢板的强度并减薄钢板的厚度是近年来车辆用钢板的一种发展趋势。
目前有两种途径可以获得高强度零件，一是直接采用超高强度的钢板，抗拉强度大于1000MPa，通过冲压成形或滚压成形来制造，但是不能制造较为复杂零件；二是采用抗拉强度600MPa左右的钢板，可以通过冷成形然后热处理方式获得超高强度的零件，或者通过热冲压成形工艺，即在钢板首先加热到900℃左右的奥氏体区，然后进行冲压，而冲压的模具通过水冷从而实现对零件的冷却，零件通过这种热循环，钢板的强度可以大大提高，由交货状态下的抗拉强度约600MPa左右达到热成形后零件的抗拉强度约1500MPa，实现零件的高强度。
第一种方法是当前的主流思路，但是生产抗拉强度大于1000MPa的钢板需要特殊的生产机组，投资较大，而且后续的加工成形对设备要求较高，比如冷冲压机的吨位大，切边的刀具要求高等困难。而第二种方法，虽然不需要昂贵的生产机组，但是后期加工工序较多，耗时长，需要的人力成本也较高，影响了生产效率，且由于受到加工环节的影响，加工后的钢板强度也不能够得到保证。故本发明采用第二种方法。
中国申请号为CN201010132848.1公开了一种含硼热处理用钢板及其制造方法，其成分重量百分比为：C：0.15～0.45wt％、Si：0.20～0.60wt％、Mn：1.00～2.00wt％、P≤0.030wt％、S≤0.015wt％、N≤0.008wt％、B：0.0005～0.005wt％、Al：0.02～0.06wt％、Cr：0.1～0.5wt％、Ti：0.01～0.08wt％，其中Ti/N原子比1～50，其它为Fe和不可避免杂质组成，虽然该发明采用常规的制造工艺来生产钢板，无需对机组改造或升级，生产成本较低，但是生产出的钢板材料的抗拉强度和屈服强度以及断裂延伸率仍然较低，对于当今汽车行业越来越高的要求来说，仍然显得相形见绌。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种强度高，生产工艺简单且耐蚀性好的高强度含硼钢板的生产方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种高强度含硼钢板的生产方法，所述钢板的化学组成质量比为C:0.08％-0.20％，Si：0.32％-0.50％，Mn：1.0％-1.8％，P：0.02％-0.03％，S：0.002％-0.008％，Al：0.005％-0.015％，Cr：0.1％-0.2％，Nb：0.01％-0.03％，N：0.001％-0.005％，Mo：0.2％-1.0％，B：0.0001％-0.004％，其余为Fe和不可避免的杂质，所述的生产方法按照以下步骤进行，
(1)按上述成分冶炼浇注成板坯，然后在1055-1120℃下热轧，控制单道次变形量为20％-30％，接着酸洗，然后在925-945℃温度下冷轧40％-60％；
(2)轧制后的钢板以20-26℃/s的冷却速率在线油冷至545-615℃，然后空冷至室温；
(3)轧制后的钢板再加热至955-975℃保温4-6分钟，然后水冷淬火，淬火后590-605℃回火保温2-3小时，取出钢板并进行酸洗处理，待温度降至45-65℃时，向溶液中加入缓蚀防锈剂、干性油和抗氧化剂，水冷至室温。
优选的，所述钢板的化学组成质量比为C:0.12％，Si：0.45％，Mn：1.5％，P：0.02％％，S：0.005％，Al：0.010％，Cr：0.1％，Nb：0.02％，N：0.003％，Mo：0.6％，B：0.0020％，其余为Fe和不可避免的杂质。
优选的，所述硼元素的含量优选为0.0012％-0.0025％。
优选的，所述步骤(3)中所用的酸洗液为盐酸和硫酸的混合溶液或盐酸和硝酸的混合溶液。
优选的，所述酸洗处理过程中还加入有酸洗促进剂。
优选的，所述盐酸和硫酸的质量比为1:2，所述盐酸和硝酸的质量比为1:1。
本发明的有益效果：
本发明的钢板通过加入适量的合金元素，这些元素与钢中的碳形成强化相，充分提高了钢板的强度，并具有较好的韧性。
本发明的配方中C元素含量控制在0.08％-0.20％，其是钢中最基本的强化元素，含量过高，容易在晶界上洗出碳化物，降低材料的塑性，不利于后续的机加工成型，因此，在不牺牲强度的情况下，本发明选取了较低含量的C元素。Mo元素的加入可提高钢的二次硬化能力、提高强韧性、淬透性、抑制回火脆性，其与B元素的结合提高了钢板的强度和韧性。
在生产过程中，微量的B可以显著提高钢的淬透性，细化奥氏体晶内组织，有助于获得高强度和高韧性所需的组织，通过将硼元素的含量控制在0.0012％-0.0025wt％内，避免了B元素含量过高的钢板在冷却过程中出现硼脆现象，经过实验发现，本发明的钢板材料能够在较低B元素含量的情况下得到较高的抗拉强度和屈服强度。
在钢板的生产过程中，采用双重轧制，使得钢板的变形量达到60％-90％，提高了钢板的硬度和强度，采用12-30℃/s的冷却速率对钢板进行冷却，适当的冷却速率可以获得均匀的组织，冷却后的钢板再经一定的调质处理，使得钢板的心部也获得了良好的组织和性能，获得的最终零件的强度得到显著提高，显微组织全部为马氏体。
本发明中所述酸洗液酸洗效果好，能够快速地祛除钢板表面的氧化物和其他杂质，酸洗促进剂的加入，进一步加快了酸洗处理的速度，节约了清理工时，整个生产工艺简单，可操作性强。
本发明通过加入缓蚀防锈剂、干性油和抗氧化剂，能够在钢板的表面形成防锈层，进一步提高了其防锈性能。
附图说明
图1为本发明所述一种高强度含硼钢板生产方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案便于理解，下面结合附图来进一步阐述本发明的技术方案。
实施例1：
如图1所示，一种高强度含硼钢板的生产方法，所述钢板的化学组成质量比为C:0.12％，Si：0.45％，Mn：1.5％，P：0.02％％，S：0.005％，Al：0.010％，Cr：0.1％，Nb：0.02％，N：0.003％，Mo：0.6％，B：0.0020％，其余为Fe和不可避免的杂质，所述的生产方法按照以下步骤进行，
(1)按上述成分冶炼浇注成板坯，然后在1080℃下热轧，控制单道次变形量为30％，接着酸洗，然后冷轧50％，冷轧温度为925℃；
(2)轧制后的钢板以20℃/s的冷却速率在线油冷至560℃，然后空冷至室温；
(3)轧制后的钢板再加热至960℃保温4分钟，然后水冷淬火，淬火后600℃回火保温2小时，取出钢板并进行酸洗处理，待温度降至48℃时，向溶液中加入缓蚀防锈剂、干性油和抗氧化剂，水冷至室温。
实施例2：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤(1)中，热轧温度为1055℃，单道次变形量为26％，冷轧温度为935℃，冷轧变形量为50％；所述步骤(2)中，冷却速率为16℃/s，油冷至550℃，所述步骤(3)中，轧制后的钢板加热至955℃，保温4分钟，回火温度为600℃，保温3小时。
实施例3：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤(1)中，热轧温度为1100℃，单道次变形量为30％，冷轧温度为935℃，冷轧变形量为40％；所述步骤(2)中，冷却速率为20℃/s，油冷至580℃，所述步骤(3)中，轧制后的钢板加热至965℃，保温4分钟，回火温度为590℃，保温2.4小时。
实施例4：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤(1)中，热轧温度为1105℃，单道次变形量为22％，冷轧温度为935℃，冷轧变形量为45％；所述步骤(2)中，冷却速率为23℃/s，油冷至580℃，所述步骤(3)中，轧制后的钢板加热至960℃，保温4分钟，回火温度为600℃，保温2.6小时。
实施例5：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤(1)中，热轧温度为1110℃，单道次变形量为30％，冷轧温度为935℃，冷轧变形量为40％；所述步骤(2)中，冷却速率为22℃/s，油冷至580℃，所述步骤(3)中，轧制后的钢板加热至970℃，保温4分钟，回火温度为595℃，保温2.5小时。
实施例6：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤(1)中，热轧温度为1120℃，单道次变形量为25％，冷轧温度为945℃，冷轧变形量为50％；所述步骤(2)中，冷却速率为21℃/s，油冷至585℃，所述步骤(3)中，轧制后的钢板加热至975℃，保温4分钟，回火温度为605℃，保温3小时。
经过以上工艺步骤后，取出钢板样品，待测：
由以上数据可知，生产出的钢板抗拉强度达到了500MPa以上，完全符合高强度钢板的使用要求，且屈服强度也在650MPa以上，延伸率更是达到了30％左右，加工性好，耐蚀性好，不易生锈。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高强度含硼钢板的生产方法，其特征在于：所述钢板的化学组成质量比为所述钢板的化学组成质量比为C:0.12％，Si：0.45％，Mn：1.5％，P：0.02％％，S：0.005％，Al：0.010％，Cr：0.1％，Nb：0.02％，N：0.003％，Mo：0.6％，B：0.0020％，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述的生产方法按照以下步骤进行：
(1)按上述成分冶炼浇注成板坯，然后在1100℃下热轧，控制单道次变形量为30％，接着酸洗，酸洗液为盐酸和硫酸的混合溶液，所述盐酸和硫酸的质量比为1:2，所述酸洗处理过程中还加入有酸洗促进剂，然后在935℃温度下冷轧40％；
(2)轧制后的钢板以20℃/s的冷却速率在线油冷至580℃，然后空冷至室温；
(3)轧制后的钢板再加热至965℃保温4分钟，然后水冷淬火，淬火后590℃回火保温2.4小时，取出钢板并进行酸洗处理，待温度降至45-65℃时，向溶液中加入缓蚀防锈剂、干性油和抗氧化剂，水冷至室温。
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