CN107557673A - 一种高延伸率高强热轧酸洗钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高延伸率高强热轧酸洗钢板及其制造方法。钢中化学成分按重量百分比为：C：0.08％～0.18％、Si≤0.10％、Mn：0.8％～1.8％、Al：0.02％～0.08％、Nb：0～0.08％、V：0～0.08％，并限制P<0.010％、S<0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。将连铸坯加热到1160±20℃，保温2～4小时，采用控制轧制，再结晶区轧制温度≥1050℃，未再结晶区终轧温度为840～920℃，终轧后采用层流冷却，冷却速率20～40℃/s，卷取温度550～650℃，成品厚度为2.5～6mm；热轧后用盐酸清洗氧化铁皮，拉矫延伸率范围为0.5％～1.3％。生产的钢板具有高延伸率，主要用于制造汽车零部件。

Description

一种高延伸率高强热轧酸洗钢板及其制造方法

技术领域

本发明属于金属材料领域，特别涉及到一种高延伸率高强热轧酸洗钢板及其制造方法。本发明的钢板主要适用于制造汽车零部件。

背景技术

近年来，随着汽车行业的发展，通过车体轻量化、部件的一体成形化、加工工序的合理化带来的成本降低的需求不断增强，成形加工性优异的高强度热轧钢板的开发不断增大，尤其对于热轧酸洗钢板的成形而言，延伸率非常重要。特别是在采用先进的液压成形工艺生产汽车零部件时，需要高强度的表面质量良好的热轧酸洗板，同时要有较高的延伸率。这就要求钢铁企业能够生产出满足汽车零部件制造需求的高强、高延伸率、高表面质量等方面优异的钢板，具体说钢板抗拉强度在490MPa以上，延伸率要达到39％以上。

CN 102732794A公开了一种含Cr汽车结构用热轧酸洗板及其生产方法，采用成分含Cr、热轧工艺及酸洗工艺控制，生产出的钢板抗拉强度为440MPa，延伸率为38％，满足不了490MPa级液压成形汽车零件钢板的要求。

CN 102011054A公开了一种热轧酸洗板及其低钛强化生产工艺，是通过低碳低锰低钛成分设计和轧制温度控制，生产表面质量好、加工性能优越的热轧酸洗板。该钢板延伸率可达到43％以上，但抗拉强度最高为370MPa，不能满足高强液压成形汽车零件的要求。

CN 102409223A公开了一种低屈强比热轧酸洗板及其生产方法，是利用普通C-Mn成分体系，通过对各元素对屈服强度及抗拉强度贡献值的模拟计算，给出了合适的元素含量配比，生产出的热轧酸洗板。该钢板延伸率达到了39％，但抗拉强度最高为475MPa，不符合高强高延伸液压成形钢板要求。

发明内容

为了满足汽车用钢领域的发展需求以及液压成形生产汽车零部件的需求，针对现有技术的不足，本发明提供了一种高延伸率高强度的热轧酸洗钢板及其制造方法，其抗拉强度在490MPa以上、延伸率A≥39％。

具体的技术方案是：

本发明是在C-Mn系钢成分基础上，进行成分优化，也可单独或同时添加一定量的Nb、V等元素，通过轧制工艺参数、冷却工艺参数及酸洗工艺参数控制，获得抗拉强度达到490MPa级以上，延伸率A≥39％的热轧酸洗钢板。其化学成分按质量百分数为：C：0.08％～0.18％、Si≤0.10％、Mn：0.8％～1.8％、Al：0.02％～0.08％、Nb：0～0.08％、V：0～0.08％，并限制P<0.010％、S<0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。最终组织为铁素体及珠光体。

本发明中钢板成分的主要作用为：

C：碳是钢中最主要的固溶强化元素，是钢材强度的保证。考虑到焊接性、成形性等，碳含量不能过高，而碳含量太低则达不到固溶强化的作用，因此，本发明中碳的控制范围为0.08％～0.18％。

Si：硅是固溶强化元素，可以贡献钢板的强度。然而，钢中过高的硅会给热轧表面质量带来麻烦，同时影响后续的酸洗钢板表面质量。因此，本发明中硅设定为Si≤0.10％。

Mn：锰是起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用。但锰含量过高，在推迟珠光体转变的同时，也会推迟铁素体的析出，反之组织中易出现珠光体。因此，本发明中选定锰含量为0.08％～1.8％。

Al：铝可以形成AlN析出，起到一定的细化晶粒作用。因此，本发明中将铝含量控制为0.02％～0.08％。

P：磷可以提高α相的形成温度，扩大形成α相的温度范围。但磷含量过多，会使钢板的加工性恶化，为了得到较高的延伸率，因此本发明中将其含量控制＜0.010％。

S：硫通过形成MnS等硫化物夹杂，成为裂纹的起点而使加工性能恶化，因此含量越少越好，本发明中将其含量控制为＜0.005％。

Nb：固溶状态的铌能够抑制热变形过程中静态和动态再结晶，提高再结晶终止温度，增大了连轧过程中后部分机架的应变累积，促进奥氏体向铁素体的转变，使铁素体晶粒得到细化。铌与碳和氮结合形成小的碳氮化物也可延迟再结晶，阻止奥氏体晶粒长大，并有明显沉淀强化效果。但铌含量过高会对铁素体相变产生不利影响，因此本发明中铌含量的范围在0～0.08％之间。

V：产生中等程度的沉淀强化和比较弱的晶粒细化，而且是与它的重量百分含量成比例的。与钢中的氮结合，可以得到较高的沉淀强化效果。本发明中钒含量的控制范围在0～0.08％之间。

本发明采用以上化学成分，通过冶炼、热轧及酸洗工序生产热轧酸洗高延伸率钢板，其具体的制造方法包括以下步骤：

(1)加热工艺：将连铸板坯在步进式加热炉中加热到1160±20℃，并保温2～4小时。适当的加热温度和合适的保温时间使板坯中合金元素完全固溶、板坯成分均匀，并起到控制原始奥氏体晶粒尺寸及节约能源等作用。

(2)轧制工艺：采用控制轧制手段，再结晶区轧制温度大于1050℃，中间坯厚度为35～60mm，未再结晶区终轧温度为840～920℃，成品厚度为2.5～6mm。较高的再结晶区轧制温度和较大的压下量使原始奥氏体晶粒得到细化；未再结晶区阶段温度不宜过高，较低的温度和较大的变形有利于奥氏体向铁素体转变。

(3)冷却工艺：终轧后采用连续层流冷却，冷却速率为20～40℃/s。连续的层流冷却工艺使铁素体晶粒大量快速的析出，在抑制铁素体晶粒长大的同时，还使铁素体的含量得到了保证，从而使得铁素体晶粒细化。

(4)卷取温度：卷取温度为550～650℃。卷取温度过高导致钢板强度不足，过低会使延伸率降低，在温度范围，可以保证钢板卷取后二相粒子的充分析出，同时塑性良好。

(5)酸洗工艺：采用盐酸进行通卷连续清洗钢板氧化铁皮，拉矫延伸率范围为0.5％～1.3％，保证了酸洗后钢板的性能。

有益效果：

本发明的490MPa级热轧高延伸率钢板有益效果为：

(1)Nb的加入提高了再结晶终止温度，使终轧温度可以在较高的温度下进行，降低了轧机的负荷；

(2)轧后采用前段快速连续冷却工艺，避免了钢板中带状组织的产生；

(3)在490MPa高强度下具有较高的延伸率，延伸率达到39％以上。

具体实施方式

本发明涉及的技术问题采用下述技术方案解决：一种高延伸率高强热轧酸洗钢板及其制造方法，其化学成分质量百分比为：C：0.08％～0.18％、Si≤0.10％、Mn：0.8％～1.8％、Al：0.02％～0.08％、Nb：0～0.08％、V：0～0.08％，并限制P<0.010％、S<0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质。将连铸坯加热到1160±20℃，保温2～4小时后，采用控制轧制手段，再结晶区轧制温度大于1050℃，中间坯厚度为35～60mm，未再结晶区终轧温度为840～920℃，终轧后采用前段连续冷却，冷却速率为20～40℃/s，卷取温度为550～650℃，成品厚度为2.5～6mm。热轧后采用连续自动酸洗生产线进行盐酸清洗钢板氧化铁皮，拉矫延伸率范围为0.5％～1.3％。

以下实施例用于具体说明本发明内容，这些实施例仅为本发明内容的一般描述，并不对本发明内容进行限制。

表1为实施例钢的化学成分，表2为实施例钢的轧制工艺参数；表3为实施例钢的力学性能。

表1本发明实施例的化学成分(wt，％)

表2本发明实施例的温度制度

表3本发明实施例的力学性能参数

从实施例中可以看出，本发明实施例钢的屈服强度在370MPa以上，抗拉强度均在495MPa以上，延伸率均在40％以上，钢板具有良好的延伸率。

Claims (3)

1.一种高延伸率高强热轧酸洗钢板，其特征在于，钢中化学成分按重量百分比为：C：0.08％～0.18％、Si≤0.10％、Mn：0.8％～1.8％、Al：0.02％～0.08％、Nb：0～0.08％、V：0～0.08％，并限制P<0.010％、S<0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的一种高延伸率高强热轧酸洗钢板，其特征在于，钢板厚度为2.5～6mm。

3.一种如权利要求1或2所述的高延伸率高强热轧酸洗钢板的制造方法，钢板的生产工艺为：钢水冶炼、连铸、热轧及酸洗工序，其特征在于，将连铸坯加热到1160±20℃，保温2～4小时，采用控制轧制，再结晶区轧制温度在1050℃以上，未再结晶区终轧温度为840～920℃，终轧后采用连续层流冷却，冷却速率为20～40℃/s，卷取温度为550～650℃；热轧后采用连续自动酸洗生产线进行盐酸清洗钢板氧化铁皮，拉矫延伸率范围为0.5％～1.3％。