CN107746939A - 一种590MPa级高强度低合金热轧酸洗带钢及其生产方法 - Google Patents

一种590MPa级高强度低合金热轧酸洗带钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种590MPa级高强度低合金热轧酸洗带钢,化学成分按照重量百分数计为:C:0.05~0.1%、Si≤0.1%、Mn:0.8~1.5%、P≤0.02%、S≤0.008%、Nb:0.01~0.05%,其余是Fe及不可避免杂质;微观金相组织为铁素体+珠光体,其中铁素体组织所占体积比大于95%,该带钢抗拉强度≥590MPa,扩孔率λ≥65%。通过本发明的成分设计,得到了一种特殊类型的铁素体‑珠光体组织,珠光体的存在未恶化成型性能;显著抑制了铁素体晶粒的长大,得到了晶粒尺寸在6um以下的铁素体晶粒,提高了成型性能;相比于类似的铁素体‑珠光体钢,本发明得到的产品具有足够的强度,同时还具有优异的扩孔翻边性能。

Description

一种590MPa级高强度低合金热轧酸洗带钢及其生产方法
技术领域
[0001] 本申请涉及热乳酸洗带钢生产工艺技术领域,尤其涉及一种590MPa级高强度低合 金热乳酸洗带钢及其生产方法。
背景技术
[0002] 随着汽车行业的发展,汽车工业对汽车轻量化和节能减排要求越来越高,采用高 强钢是汽车工业发展的必然要求。热乳酸洗产品作为一种介于冷乳和热乳之间的中间品, 它具有接近冷板的表面质量,兼具热乳产品优异综合力学性能,同时具有冷乳高表面质量 要求与热乳产品低成本要求优势。目前已经广泛用于制造汽车车身结构件、底盘系统、座椅 系统等。
[0003] 由于汽车结构件成型复杂,往往要求具有高的扩孔翻边性能。而钢板强度的提高 必然会恶化成型性能,引起扩孔翻边性能降低。
[0004] 为了解决上述问题,现有技术通过对金属组织的分率和形态及织构进行控制达到 改善钢板的均匀延伸率和扩孔弯边性,或者通过形成高达95%以上贝氏体及乳制织构来改 善局部变形能力。但是其处理对象均为冷乳产品,织构的调控比较容易,而对于热乳产品, 织构的调控困难。
[0005] 另外,由于珠光体中含有大量碳化物,不利于成型性及扩孔率的提高,故而也有现 有技术通过添加微合金元素,形成适宜的铁素体-贝氏体双相组织提高扩孔率。但是,具有 高扩孔翻边性的高强低合金铁素体-珠光体型热乳酸洗带钢鲜有报道。
发明内容
[0006] 本发明提供了一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢及其生产方法,以解决扩 孔翻边性能降低的技术问题。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明提供了一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢, 包括:化学成分按照重量百分数计为:C: 0.05〜0.1 %、
Figure CN107746939AD00031
0.02%
Figure CN107746939AD00032
Nb:0.01〜0.05%,其余是Fe及不可避免杂质;微观金相组织为铁素体 +珠光体,其中铁素体组织所占体积比大于95%,该带钢抗拉强度
Figure CN107746939AD00033
扩孔率
Figure CN107746939AD00034
65%〇
[0008] 优选的,距离板厚1/4处的α取向线上取向
Figure CN107746939AD00035
Figure CN107746939AD00036
取向密度在0.5-2.0之间,γ取向线上取向(111)
Figure CN107746939AD00037
I取向密度在0.5-4.0之间。
[0009] 优选的,α取向线为冲压成型不利织构,γ取向线为成型有利织构。
[0010] 优选的,γ取向线
Figure CN107746939AD00038
[0011] 优选的,γ取向线
Figure CN107746939AD00039
[0012] 优选的,乳向塑性应变比r在0.70以上,横向、斜向45度塑性应变比小于1.10以下, 且Ar值小于0.20。
[0013] 优选的,铁素体晶粒尺寸小于6um,且晶粒尺寸均匀,没有明显粗大晶粒。
[0014] 另一方面,本发明公开了一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢的生产方法, 所述方法包括:
[0015] 铁水预处理;
[0016] 对预处理之后的铁水进行转炉冶炼;
[0017] 对转炉冶炼得到的钢水进行钢包炉外LF精炼;
[0018] 对LF精炼得到的钢进行连铸,得到板坯;
[0019] 将所述板坯进行热乳得到带钢;
[0020] 对所述带钢进行平整;
[0021] 对所述带钢进行酸洗。
[0022] 优选的,所述将所述板坯进行热乳得到带钢,具体包括:
[0023] 对所述板坯进行粗乳、精乳、卷取;其中,粗乳终止温度控制为1000〜1080°C,精乳 终止温度控制为880 ± 30°C,卷曲温度控制为610 ± 30°C。
[0024] 优选的,所述对所述板坯进行粗乳、精乳、卷取,包括:
[0025] 在粗乳、精乳时采用恒速乳制,热乳板厚度规格变化范围控制在1.6〜7mm,乳制速 度因厚度变化,控制在5〜12m/s;
[0026] 乳后采用前段冷却或稀疏冷却模式冷却到目标卷取温度。
[0027] 通过本发明的一个或者多个技术方案,本发明具有以下有益效果或者优点:
[0028] 本发明公开了一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢,化学成分按照重量百分 数计为:
Figure CN107746939AD00041
0.05 %,其余是Fe及不可避免杂质;微观金相组织为铁素体+珠光体,其中铁素体组织所占 体积比大于95%,该带钢抗拉强度;
Figure CN107746939AD00042
,扩孔率
Figure CN107746939AD00043
。通过本发明的成分设计,得到 了一种特殊类型的铁素体-珠光体组织,珠光体的存在未恶化成型性能;显著抑制了铁素体 晶粒的长大,得到了晶粒尺寸在6um以下的铁素体晶粒,提高了成型性能;相比于类似的铁 素体-珠光体钢,本发明得到的产品具有足够的强度,同时还具有优异的扩孔翻边性能。
[0029] 进一步的,其生产方法包括冶炼、热乳、平整和酸洗等,主要通过调控终乳温度及 冷却工艺制度来提高强度与成型性能。该种方法生产的590MPa级热乳酸洗带钢具有扩孔翻 边性能优异、表面质量达FB等级等优点,组织为铁素体-珠光体,适用于汽车轮辐、横、纵梁 等成型复杂汽车结构件。
附图说明
[0030] 图1为本发明实施例中一种590MPa级扩孔翻边性能优异的铁素体-珠光体型高强 低合金热乳酸洗带钢的微观组织;
[0031] 图2为本发明实施例中一种590MPa级高强低合金热乳酸洗带钢的Φ 2 = 45°的取向 分布密度图;
[0032] 图3为本发明实施例中Φ 2 = 45°的α取向线各取向点取向密度图;
[0033] 图4为本发明实施例中Φ 2 = 45°的γ取向线各取向点取向密度图;
[0034] 图5为本发明实施例中一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢的生产方法的实 施过程图。
具体实施方式
[0035] 本专利主要通过采用适宜的C、Mn元素含量及热乳与冷却工艺制度,调控形成具有 适当体积分数比率的铁素体-珠光体组织及适当织构的高抗拉强度、扩孔翻边性能优异的 高成型低合金热乳酸洗带钢。
[0036] 为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请,下面结合附图, 通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
[0037] 本发明公开了一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢,具体为一种590MPa级扩 孔翻边性能优异的铁素体-珠光体型高强低合金热乳酸洗带钢。化学成分按照重量百分数 计为:
Figure CN107746939AD00051
0.05 %,其余是Fe及不可避免杂质;微观金相组织为铁素体+珠光体,其中铁素体组织所占 体积比大于95%,该带钢抗拉强度
Figure CN107746939AD00052
扩孔率
Figure CN107746939AD00053
[0038] 以下对本发明的成分范围进行了限定,并给出了详细的确定依据。
[0039] C:0.05%-0.10%
[0040] 值得注意的是,在0.05%-0.10%之内的任意数值都是包含在本发明的实施例中。
[0041] 为了得到铁素体+珠光体两相组织,为了控制珠光体体积分数及得到具有适宜形 态与分布的珠氏体,C含量不能太高,上限为0.1%,优选为0.08%以下;为了确保足够的强 度,C含量不能太低,定为0.05%及以上。举例来说,C含量0.06%及以上、C含量0.07%及以 上也是可以的。
[0042] Si :0.10% 以下
[0043] 值得注意的是,在0.10 %以下的任意数值都是包含在本发明的实施例中。
[0044] Si是扩大铁素体区元素,Si含量的增加会提高铁素体基体的强度,考虑到珠光体 强度低,为提高成型性,防止两相间强度偏差过大,铁素体强度不能太高,因此强度限制在 0.10%以下,优选为0.07%以下,更优选为0.05%以下。
[0045] Mn:0.80%-1.50%
[0046] 值得注意的是,在0.80 % -1.50 %之间的任意数值都是包含在本发明的实施例中。 [0047] Mn是提尚力学性能的最有效兀素之一,且价格低廉,Mn含量的增加能显者提尚钢 板的力学性能,同时又不引起焊接性能的弱化。由于本发明为铁素体-珠光体钢,C含量较 低,因此为保证强度,Mn含量定为0.80%以上,优选为1.1%以上;同时,Mn含量过高,易于引 起偏析,这在铁素体-珠光体钢中更易如此,因此Mn含量不能过高,定为1.5%以下,优选为 1.30%以下。
[0048] P: 0.02% 以下
[0049] 值得注意的是,在0.02%以下的任意数值都是包含在本发明的实施例中。
[0050] 与Si的作用类似,P元素含量的增加也会提高铁素体基体强度,因此含量不能太 高,定为0.02%以下,优选为0.015%以下。
[0051] S:0.008% 以下
[0052] 值得注意的是,在0.008%以下的任意数值都是包含在本发明的实施例中。
[0053] P、S元素均为成型性能有害元素,含量不能太高,P含量过高会引起冷脆,S含量过 高,会引起热脆,本发明S含量控制在0.008 %以下,优选为0.005 %以下。
[0054] Nb:0.01%-0.05%
[0055] 值得注意的是,在0.01 %-0.05%以下的任意数值都是包含在本发明的实施例中。
[0056] Nb是细化晶粒最有效的元素,同时通过形成Nb的微小析出提高强度。为了控制晶 粒尺寸,需要添加一定的Nb,含量为0.01 %以上,优选为0.02%以上;当Nb含量高于0.05% 时,再添加Nb,所引起的晶粒细化效果增强不明显,因此定为0.05%以下,优选为0.04%以 下。
[0057] 图1为一种590MPa级扩孔翻边性能优异的铁素体-珠光体型高强低合金热乳酸洗 带钢的微观组织。
[0058] 晶粒细化是提高强度与成型性的手段之一,织构是影响成型性能的另一关键因 素。为提高扩孔率,需要形成具有一定强度的成型有利织构,且成型有利织构的强度又不能 太高,过高容易引起钢板的各向异性,反而会恶化扩孔性能,对于成型不利织构,则要尽可 能抑制。本发明中,距离板厚1/4处的α取向线上取向
Figure CN107746939AD00061
Figure CN107746939AD00062
取向密度在0.5-2.0之间,γ取向线上取向(111)
Figure CN107746939AD00063
取向密度在0.5-4.0之间。α取 向线为冲压成型不利织构,γ取向线为成型有利织构,因此要适当提高γ织构强度,降低α 织构强度;但γ织构强度不能太高,否则容易引起各向异性,不利于扩孔性能提高,优选为 3.0以下(包含3.0,也即γ取向线
Figure CN107746939AD00064
,更优选为2.0以下(包括2.0,也即:γ取向线
Figure CN107746939AD00065
3.0) 〇
[0059] 图2为一种590MPa级高强低合金热乳酸洗带钢的Φ 2 = 45°的取向分布密度图 (Orientation Distribution Function,ODF图)。图中的Level (密度值):0.37,0.74,1.12, 1.50,1.87,2.25〇
[0060] 图3为Φ2 = 45°的α取向线各取向点取向密度图。图4为Φ2 = 45°的γ取向线各取 向点取向密度图。
[0061] 进一步的,乳向塑性应变比r在0.70以上,横向、斜向45度塑性应变比小于1.10以 下,且Ar值小于0.20。
[0062] 进一步的,铁素体晶粒尺寸小于6um,且晶粒尺寸均勾,不存在明显粗大晶粒。
[0063] 表1-表2为一种590MPa级高强低合金热乳酸洗带钢的力学性能。
[0064] 表1
[0065]
Figure CN107746939AD00066
[0066] 表2
[0067]
Figure CN107746939AD00071
[0068] 下面介绍一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢的生产方法。
[0069] 参看图5,具体的实施工艺是:
[0070] 步骤11,铁水预处理;
[0071] 步骤12,对预处理之后的铁水进行转炉冶炼;
[0072] 步骤13,对转炉冶炼得到的钢水进行钢包炉外LF精炼;
[0073] 步骤14,对LF精炼得到的钢进行连铸,得到板坯;
[0074] 步骤15,将所述板坯进行热乳得到带钢;
[0075] 在具体的实施过程中,将所述板坯进行热乳得到带钢,具体包括:对所述板坯进行 粗乳、精乳、卷取;其中,粗乳终止温度控制为1000〜1080 °C,精乳终止温度控制为880±30 °C,卷曲温度控制为610± 30°C。在粗乳、精乳时采用恒速乳制,热乳板厚度规格变化范围控 制在1.6〜7mm,乳制速度因厚度变化,控制在5〜12m/s;乳后采用前段冷却或稀疏冷却模式 冷却到目标卷取温度610 ± 30 °C。
[0076] 步骤16,对所述带钢进行平整;进一步的,平整工艺包括:将冷却至室温的带钢进 行平整,控制带钢延伸率1〜3 %。
[0077] 步骤17,对所述带钢进行酸洗。进一步的,酸洗工艺包括:60m/min<带钢运行速度 彡100m/min,且控制5#酸洗槽(头部最后穿过)酸洗温度为80〜90°C、铁离子浓度为30〜 40g/L〇
[0078] 下面举例进行说明。
[0079] 本发明生产了一种2. Omm规格抗拉强度590MPa级具有高扩孔翻边性能的热乳酸洗 带钢,其化学成分按照重量百分数计为:C:0.06%、Si :0.02%、Mn:1.27%、P:0.012%、S: 0.004%、Nb: 0.036,%,其余是Fe及不可避免杂质。
[0080] 其生产方法包括:铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连铸、热乳、平整和酸洗。其中: 粗乳终止温度控制为1080 °C,精乳终止温度控制为870 °C;在粗乳、精乳时采用恒速乳制,粗 乳速度控制在5m/s,精乳乳制速度控制在lOm/s;乳后采用前段冷却或稀疏冷却模式尽可能 快地冷却到目标卷取温度。
[0081] 将冷却至室温的带钢进行平整,控制带钢延伸率1.5%。
[0082] 采用浅槽紊流式酸洗,带钢运行速度80m/min,且控制5#酸洗槽酸洗温度为85°C、 铁离子浓度为34g/L。酸洗后带钢表面颜色为灰白色,再经过烘干,双面静电喷涂防锈油后 卷取、包装后成为成品,生产出抗拉强度在590MPa以上,扩孔翻边性能优异的铁素体-珠光 体型高强低合金热乳酸洗带钢。
[0083] 通过本发明的一个或者多个实施例,本发明具有以下有益效果或者优点:
[0084] 1.通过本发明的成分设计,得到了一种特殊类型的铁素体-珠光体组织,珠光体的 存在未恶化成型性能;
[0085] 2.通过本发明的成分设计,显著抑制了铁素体晶粒的长大,得到了晶粒尺寸在6um 以下的铁素体晶粒,提尚了成型性能;
[0086] 3.通过本发明的成分设计,相比于类似的铁素体-珠光体钢,本发明得到的产品具 有足够的强度,同时还具有优异的扩孔翻边性能。
[0087] 尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本 创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包 括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
[0088] 显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精 神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围 之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1. 一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢,其特征在于,包括: 化学成分按照重量百分数计为:C:(K05〜0.1%、Si<(hl%、Mn:(h8〜1.5%、P<
0.02%、S彡0.008%、Nb:0.01〜0.05%,其余是Fe及不可避免杂质; 微观金相组织为铁素体+珠光体,其中铁素体组织所占体积比大于95%,该带钢抗拉强 度彡590MPa,扩孔率65 %。
2. 如权利要求1所述的一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢,其特征在于, 距离板厚 1/4处的α取向线上取向(001) [11-0]、(114) [11-0]、(112) [11-0]、(223) [11- 0]、(221) [11-0]取向密度在 0.5-2.0 之间,γ 取向线上取向(111) [11-0]、(332) [11-0]、 (111) [12-1]、(111) [01-1]、(111) [1-1-2]取向密度在0.5-4.0之间。
3. 如权利要求2所述的一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢,其特征在于,α取向 线为冲压成型不利织构,γ取向线为成型有利织构。
4. 如权利要求3所述的一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢,其特征在于,γ取向 线 <3.0〇
5. 如权利要求4所述的一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢,其特征在于,γ取向 线 <2.0〇
6. 如权利要求1所述的一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢,其特征在于,乳向塑 性应变比r在0.70以上,横向、斜向45度塑性应变比小于1. 10以下,且Δ r值小于〇. 20。
7. 如权利要求1所述的一种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢,其特征在于,铁素体 晶粒尺寸小于6um,且晶粒尺寸均匀,没有明显粗大晶粒。
8. —种590MPa级高强度低合金热乳酸洗带钢的生产方法,其特征在于,所述方法包括: 铁水预处理; 对预处理之后的铁水进行转炉冶炼; 对转炉冶炼得到的钢水进行钢包炉外LF精炼; 对LF精炼得到的钢进行连铸,得到板还; 将所述板坯进行热乳得到带钢; 对所述带钢进行平整; 对所述带钢进行酸洗。
9. 如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述将所述板坯进行热乳得到带钢,具体包 括: 对所述板坯进行粗乳、精乳、卷取;其中,粗乳终止温度控制为1000〜1080 °C,精乳终止 温度控制为880 ± 30°C,卷曲温度控制为610 ± 30°C。
10. 如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述对所述板坯进行粗乳、精乳、卷取,包 括: 在粗乳、精乳时采用恒速乳制,热乳板厚度规格变化范围控制在1.6〜7mm,乳制速度因 厚度变化,控制在5〜12m/s; 乳后采用前段冷却或稀疏冷却模式冷却到目标卷取温度。
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