CN107760999A - 550Mpa级结构用热镀铝锌钢板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热镀铝锌钢板生产技术领域，具体涉及一种550Mpa级结构用热镀铝锌钢板及其制备方法。针对现有制备热镀铝锌彩涂钢板时添加的合金元素多，后续制备难度大，设备要求高，生产成本高等问题，本发明提供一种550Mpa级结构用热镀铝锌钢板及其制备方法。热镀铝锌钢板的化学成分为：C 0.02％～0.07％，Si≤0.03％，Mn 0.15％～0.30％，P≤0.020％，S≤0.020％，Nb 0.015～0.035％，Als 0.020～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质。制备方法为采用低的冷轧压下率55～65％进行冷轧。本发明得到的钢板具有优良的力学性能，屈服强度为550MPa以上，抗拉强度560MPa以上，伸长率A80为10％左右。本发明的热镀铝锌钢板制备方法简单，生产成本低，具有重要的经济效益。

Description

550Mpa级结构用热镀铝锌钢板及其制备方法
技术领域
本发明属于热镀铝锌钢板生产技术领域，具体涉及一种550Mpa级结构用热镀铝锌钢板及其制备方法。
背景技术
近年来，随着节能减排、降低能耗、提高产品稳定安全性的不断要求，建筑结构用热镀铝锌板也向高强度、高表面质量发展，我国铝锌镀层结构钢板可直接应用或彩涂后应用于建筑行业，如瓦楞板、轻钢结构房等。
专利CN 102363857 B公开了一种屈服强度≥550MPa的结构用彩涂板的生产方法，其化学成分百分比为：C：0.03～0.05％；Si≤0.02％；Mn：0.15～0.25％；P≤0.015％；S≤0.012％；Als：0.02～0.06％；N≤0.005％；Ti：≤0.005％；Nb：≤0.045％，其余为Fe和杂质；通过600～630℃退火，保温20～60秒后，进行热镀铝锌，得到屈服强度550～600MPa，抗拉强度560～610MPa，伸长率A80≥6％的铝锌镀层结构用彩涂钢板。尽管通过上述方法制备的铝锌镀层结构钢板力学性能优良，但由于需要添加大量的Ti和Nb，合金成本高，冶炼难度大。
专利CN 105063484 A公开了一种屈服强度500MPa级高延伸率热镀铝锌及彩涂钢板及其制造方法，其化学成分百分比为：C：0.07～0.15％；Si：0.02～0.15％；Mn：1.3～1.8％；P≤0.035％；S≤0.035％；Al：0.02～0.06％；Nb+Ti≤0.0080％，其余为Fe和杂质；通过800～900℃终轧，500～650℃卷取，冷轧压下率为70％～80％，经过750～840℃均热后，热镀铝锌得到屈服强度500MPa左右，抗拉强度550MPa左右，伸长率15％左右的铝锌镀层结构钢板。该铝锌镀层结构钢板合金元素成本高，添加大量的Mn、Ti和Nb等合金元素，连铸和轧制难度较高。
专利CN 105088073 A公布了一种屈服强度600MPa级高延伸率热镀铝锌及彩涂钢板及其制造方法，其化学成分百分比为：C：0.07～0.15％；Si：0.02～0.15％；Mn：1.3～1.8％；P≤0.035％；S≤0.035％；Al：0.02～0.06％；Nb+Ti≤0.0080％，其余为Fe和杂质；通过800～900℃终轧，500～650℃卷取，冷轧压下率为60％～80％，经过750～840℃均热后，热镀铝锌得到屈服强度600MPa左右，抗拉强度650MPa左右，伸长率12％左右的铝锌镀层结构钢板。该方法制备的铝锌镀层结构钢板力学性能优良，但合金成本较高，添加大量的Mn、Ti和Nb等合金元素，连铸和轧制难度增大，对装备要求较高。
由上述报道可知，现有技术制备热镀铝锌彩涂钢板时添加的合金元素多，增加了后续制造的难度，对设备要求高，生产成本也较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：现有制备热镀铝锌彩涂钢板时添加的合金元素多，后续制备难度大，设备要求高，生产成本高等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种550Mpa级结构用热镀铝锌钢板及其制备方法。
本发明提供了一种550Mpa级结构用热镀铝锌钢板，其化学成分为：按重量百分比计，C 0.02％～0.07％，Si≤0.03％，Mn 0.15％～0.30％，P≤0.020％，S≤0.020％，Nb0.015～0.035％，Als 0.020～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明还提供了一种上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法，包括以下步骤：
a、钢水冶炼
将钢水脱硫后注入转炉中冶炼，得到冶炼钢板；
b、热轧卷取
将步骤a得到的钢板进行热轧，热轧时粗轧温度为1230～1280℃，终轧温度为840～880℃；终轧后在温度630～670℃下进行卷取；
c、酸轧
将步骤b卷曲的钢卷进行酸洗，酸洗后冷轧成冷轧薄带钢；
d、镀铝锌退火
将步骤c得到的薄带钢镀铝锌，退火，得到热镀铝锌钢板。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤a中所述钢板化学成分为：按重量百分比计，C 0.02％～0.07％，Si≤0.03％，Mn 0.15％～0.30％，P≤0.020％，S≤0.020％，Nb 0.015～0.035％，Als 0.020～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤c中所述冷轧压下率为55～65％。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤c中所述冷轧薄带钢厚度≤1.2mm。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤d中所述镀铝锌的基板入铝锌锅温度为540～560℃。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤d中所述退火时退火温度为640～670℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供一种550Mpa级结构用热镀铝锌钢板及其制备方法，钢水中锰、铌合金添加量低，且无需添加钛，通过在制备热镀铝锌钢板时采用Nb微合金化，以较低的冷轧压下率，低温退火，退火后组织为纤维组织，即晶粒未处于回复阶段，未完成再结晶，以此组织保证强度，又略微提高其塑形。本发明得到的钢板具有优良的力学性能，屈服强度为550MPa以上，抗拉强度560MPa以上，伸长率(A80)为10％左右。本发明的热镀铝锌钢板制备方法简单，生产成本低，具有重要的经济效益。
附图说明
图1为实施例1制备得到的热镀铝锌钢板的显微晶相结构；
图2为实施例2制备得到的热镀铝锌钢板的显微晶相结构。
具体实施方式
本发明提供了一种550Mpa级结构用热镀铝锌钢板，其化学成分为：按重量百分比计，C 0.02％～0.07％，Si≤0.03％，Mn 0.15％～0.30％，P≤0.020％，S≤0.020％，Nb0.015～0.035％，Als 0.020～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明提供的热镀铝锌钢板仅添加少量的合金元素铌，同时降低锰含量，不添加合金元素钛，降低了生产成本，通过采用较低的冷轧压下率，低温退火，退火后的纤维组织还未结晶，能够保证强度，还能提高塑形。
在本发明中，碳主要起固溶强化作用，提高钢板强度。碳含量的升高，会提高钢板强度，但综合考虑成本和钢板的塑性，本发明的碳含量为0.02％～0.07％。
锰也是起固溶强化作用，它还能与硫结合成MnS，可以防止因形成FeS所造成的热裂纹，保证点焊性能，同样，锰含量也不能太高，过高会降低钢的塑性，增加成本，本发明钢板中锰含量仅添加0.15％～0.30％。
对于锰添加量降低所造成的强度降低，本发明通过添加0.015～0.035％的合金元素铌来弥补。铌能细化晶粒，在钢中形成Nb(C，N)等析出物，增加钢基强度。
为了降低钢的脆性，增强塑性，本发明热镀铝锌钢板的P≤0.020％；为了去除钢中的氧等杂质、固定钢中的氮，本发明热镀铝锌钢板添加0.020～0.070％的Als。
对于本发明所述的热镀铝锌钢板，随着硅含量的增加，热处理后钢板表面硅富集明显，影响钢板的可镀性，造成钢板表面漏镀点缺陷，影响钢板的耐蚀性和表面质量；硫对钢板的塑性产生不利的影响，易造成热脆；因此，本发明的硅和硫含量越低越好，综合考虑成本，Si≤0.03％，S≤0.020％。
综上所述，本发明的550Mpa级结构用热镀铝锌钢板化学成分为：按重量百分比计，C：0.02％～0.07％，Si：≤0.03％，Mn：0.15％～0.30％，P：≤0.020％，S：≤0.020％，Nb：0.015～0.035％，Als：0.020～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明还提供了一种上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法，包括以下步骤：
a、钢水冶炼
将钢水脱硫后注入转炉中冶炼，得到冶炼钢板；
b、热轧卷取
将步骤a得到的钢板进行热轧，热轧时粗轧温度为1230～1280℃，终轧温度为840～880℃；终轧后在温度630～670℃下进行卷取；
c、酸轧
将步骤b卷曲的钢卷进行酸洗，酸洗后冷轧成冷轧薄带钢；
d、镀铝锌退火
将步骤c得到的薄带钢镀铝锌，退火，得到热镀铝锌钢板。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤a中所述钢板化学成分为：按重量百分比计，C 0.02％～0.07％，Si≤0.03％，Mn 0.15％～0.30％，P≤0.020％，S≤0.020％，Nb 0.015～0.035％，Als 0.020～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤c中所述冷轧压下率为55～65％。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤c中所述冷轧薄带钢厚度≤1.2mm。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤d中所述镀铝锌的基板入铝锌锅温度为540～560℃。
其中，上述550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法中，步骤d中所述退火时退火温度为640～670℃。
本发明在制备550Mpa级结构用热镀铝锌钢板时，控制冷轧压下率为55～65％，主要通过轧制厚度冷轧机组设定就能控制，比如成品要求0.8mm，那热轧原料就选取2mm厚。现有技术中冷轧压下率一般为65～70％，本发明采用冷硬卷镀铝锌的思路以达到低成本高强度的目标，采用55％～65％较低压下率提高钢基再结晶温度，再控制退火温度在再结晶温度以下，达到入铝锌锅温度，使组织处于回复阶段，略微提高延伸率。压下率在55％以下，加工硬化程度不足，强度无法得到保证，压下率高于65％时，再结晶温度降低，退火过程中可能出现再结晶现象，降低强度。
下面将通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例1、2 采用本发明方法制备550Mpa级结构用热镀铝锌钢板
采用本发明方法制备550MPa级铝锌镀层结构钢板，包括以下步骤：
a、钢水冶炼
将钢水脱硫后注入转炉中冶炼，得到冶炼钢板；
b、热轧卷取
将步骤a得到的钢板进行热轧，热轧时粗轧温度为1230～1280℃，终轧温度为840～880℃；终轧后在温度630～670℃下进行卷取；
c、酸轧
将步骤b卷曲的钢卷进行酸洗，酸洗后冷轧成冷轧薄带钢；
d、镀铝锌退火
将步骤c得到的薄带钢镀铝锌，退火，得到热镀铝锌钢板。
其中，实施例中热镀铝锌钢板的化学成分如表1所示，热轧卷取的参数设置如表2所示，镀铝锌退火的参数设置如表3所示。
表1 实施例的化学成分/％
实施例编号 C Si Mn P S Als Nb
实施例1 0.03 0.02 0.17 0.013 0.01 0.038 0.016
实施例2 0.06 0.03 0.28 0.014 0.01 0.042 0.031
表2 实施例的热轧工艺
表3 实施例的镀铝锌工艺
实施例编号 冷轧厚度/mm 压下率/％ 带钢温度/℃ RTF
实施例1 0.8 60.0 665
实施例2 0.8 60.0 668
经上述工艺制备的铝锌镀层结构钢板其微观组织如图1、图2所示，其力学性能如下表4所示：
表4 实施例的成品力学性能
由实验结果可知：采用本发明方法制备的结构用铝锌镀层结构钢板微观组织由纤维组织和少量铁素体组成(图1、2)，其屈服强度(550～700MPa)、抗拉强度(560～750MPa)和伸长率(8.0～15.0％)，成本低，工艺控制窗口大，产品表面质量优良，可广泛应用于建筑领域。

Claims (7)

1.550Mpa级结构用热镀铝锌钢板，其特征在于，其化学成分为：按重量百分比计，C0.02％～0.07％，Si≤0.03％，Mn 0.15％～0.30％，P≤0.020％，S≤0.020％，Nb 0.015～0.035％，Als 0.020～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质。
2.权利要求1所述的550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、钢水冶炼
将钢水脱硫后注入转炉中冶炼，得到冶炼钢板；
b、热轧卷取
将步骤a得到的钢板进行热轧，热轧时粗轧温度为1230～1280℃，终轧温度为840～880℃；终轧后在温度630～670℃下进行卷取；
c、酸轧
将步骤b卷曲的钢卷进行酸洗，酸洗后冷轧成冷轧薄带钢；
d、镀铝锌退火
将步骤c得到的薄带钢镀铝锌，退火，得到热镀铝锌钢板。
3.根据权利要求2所述的550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于：步骤a中所述钢板化学成分为：按重量百分比计，C 0.02％～0.07％，Si≤0.03％，Mn 0.15％～0.30％，P≤0.020％，S≤0.020％，Nb 0.015～0.035％，Als 0.020～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质。
4.根据权利要求2所述的550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于：步骤c中所述冷轧压下率为55～65％。
5.根据权利要求2所述的550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于：步骤c中所述冷轧薄带钢厚度≤1.2mm。
6.根据权利要求2所述的550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于：步骤d中所述镀铝锌的基板入铝锌锅温度为540～560℃。
7.根据权利要求2所述的550Mpa级结构用热镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于：步骤d中所述退火时退火温度为640～670℃。
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