CN107815590A - 高强度烘烤硬化热镀锌钢板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

高强度烘烤硬化热镀锌钢板及其制备方法。本发明属于钢板制造技术领域，具体涉及一种热镀锌钢板及其制备方法。针对现有方法制备的热镀锌钢板力学性能欠佳、延伸性能不好等问题，本发明提供了一种热镀锌钢板及其制备方法，本发明热镀锌钢板的化学成分为：按重量百分比计，C：0.04～0.09％，Si：0.10～0.20％，Mn：0.10～0.40％，P：0.15～0.45％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.010～0.060％，余量为Fe和不可避免杂质。其制备方法为：将冶炼钢水经冶炼‑热轧‑酸轧‑热镀锌‑退火工序后，得到热镀锌钢板。本发明制备的热镀锌钢板屈服强度为300～360MPa、抗拉强度为400～480MPa、延伸率≥35.0％、n90≥0.16、r90≥1.4、BH≥30MPa，力学性能和成型性能优良，能够满足汽车外板用户使用要求。

Description

高强度烘烤硬化热镀锌钢板及其制备方法
技术领域
本发明属于热镀锌钢板生产技术领域，具体涉及一种高强度烘烤硬化热镀锌钢板及其制备方法。
背景技术
烘烤硬化热镀锌钢板广泛应用于汽车零件，不仅要求具有优良的冲压成形性能及表面外观质量，同时还要求具有一定抗凹陷性能和烘烤硬性能，以降低高速行驶过程的噪声。有关烘烤硬化钢板的生产技术有：
CN 103228808B提供了一种烘烤硬化性、常温时效性以及深拉深加工性优异、且面内各向异性小的高强度烘烤硬化型冷轧钢板，成分由C:0.0010～0.0040％、Si:0.005～0.05％、Mn:0.1～0.8％，P:0.01～0.07％、S:0.001～0.01％、Al:0.01～0.08％、N:0.0010～0.0050％、Nb:0.002～0.020％以及Mo：0.005～0.050％，[Mn％]/[P％]为1.6以上且45以下，由[C％]-(12/93)×[Nb％]求得的固溶C的量为0.0005％以上且0.0025％以下，通过对X(222)/{X(110)+X(200)}≥3.0织构控制，可获得低各向异性、抗拉强度在300～450MPa的烘烤硬化冷轧钢板。该发明加P、Nb、Mo等合金元素，合金成分较高，同时对各C、N、Mn、P、Nb等元素具有关联控制要求，实际冶炼控制难度大。
CN 1090246C提供了一种烘烤硬化性优良的冷轧钢板，包括含Ti和/或Nb的极低碳钢，以及含特定量B的烘烤硬化钢，其成分为C:0.0013～0.0070％、Si:0.001～0.08％、Mn:0.01～0.9％，P:0.01～0.10％、S:0.03％以下、Al:0.001～0.1％、N:0.01％以下、Nb:0.001～0.040％以及Ti：0.001～0.025％，可获得烘烤硬化值在50MPa以上。该发明专利仅涉及烘烤硬化及耐时效性，未对其它性能规定，同时对成分中的C、N、Nb、Ti、Mo、B进行了关联限定，实际冶炼控制难度大。
CN101994056B涉及一种具有优良冲压性能的超低碳烘烤硬化钢板，基成分为：C:0.0010～0.0030％、Si:0.035～0.065％、Mn:0.10～0.17％，P:0.015～0.025％、S≤0.010％、Al:0.015～0.045％、N≤0.0030％、Ti：0.007～0.014％，其中[C％]/[Ti％]控制在0.8～1.2。通过920～945℃终轧，75～85％冷轧压下率冷轧，最后连续退火，可获得屈服强度171～235MPa、抗拉强度302～322MPa、断后伸长率43.5～47％、r值2.26～2.58，n值0.22～0.24，BH值35～58MPa。该发明仅采用微钛处理，合金成本较低，但其抗拉强度偏低(低于340MPa)。
CN201280047553.1公开了一种烘烤硬化性优良的高强度热浸镀锌钢板，其成分为：C：0.075～0.400％、Si：0.01～2.00％、Mn：0.80～3.50％、P：0.0001～0.100％、S：0.0001～0.0100％、Al：0.001～2.00％、N：0.0001～0.0100％、O：0.0001～0.0100％。该发明为高碳高锰钢，无法满足较高的深冲性能。
上述方法虽能制备得到热镀锌钢板，但热镀锌钢板的屈服强度和抗拉强度都较低，力学性能欠佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：现有方法制备的热镀锌钢板力学性能欠佳、延伸性能不好、成本高等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种高强度烘烤硬化热镀锌钢板及其制备方法，该热镀锌钢板屈服强度为300～360MPa、抗拉强度为400～480MPa、延伸率≥35.0％、n90≥0.16、r90≥1.4、BH≥30MPa，可操作性强，成本低。
本发明提供了一种高强度烘烤硬化热镀锌钢板，其化学成分为：按重量百分比计，C：0.04～0.09％，Si：0.10～0.20％，Mn：0.10～0.40％，P：0.15～0.45％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.010～0.060％，余量为Fe和不可避免杂质。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板中，该钢板的屈服强度为300～360MPa、抗拉强度为400～480MPa、延伸率≥35.0％、n90≥0.16、r90≥1.4、BH≥30MPa。
本发明还提供了一种上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法，包括以下步骤：
将冶炼钢水经冶炼-热轧-酸轧-热镀锌-退火工序后，得到热镀锌钢板；所述热轧包括加热、除磷、粗轧、精轧、层流冷却和卷取工序。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，所述热轧中精轧开轧温度为1100～1250℃，终轧温度为850～920℃。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，所述热轧中卷取温度为650～730℃。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，所述酸轧工序中冷轧压下率为50～85％。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，所述退火工序具体为：从780～830℃以10～50℃/s的速度冷却至440～470℃，镀锌5～30s，再以4～10℃/s的速度终冷至室温。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，炉内保护气氛露点温度为-25～-60℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种高强度烘烤硬化热镀锌钢板，通过严格控制C、N等间隙原子以保证钢质纯净，尤其是对Si、Mn含量适当降低，结合特有的轧制及连续退火热镀锌工艺，制备得到一种表面质量优良、成形性能优异的热镀锌钢板。该钢板的屈服强度为300～360MPa、抗拉强度为400～480MPa、延伸率≥35.0％、n90≥0.16、r90≥1.4、BH≥30MPa，能够同时保证抗拉强度和延伸率满足汽车外板用户使用要求，开发了一种新的汽车用热镀锌钢板。
具体实施方式
本发明提供了一种高强度烘烤硬化热镀锌钢板，其化学成分为：按重量百分比计，C：0.04～0.09％，Si：0.10～0.20％，Mn：0.10～0.40％，P：0.15～0.45％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.010～0.060％，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明为了固定钢种的C，N间隙原子，使钢质纯净，本发明烘烤硬化热镀锌钢板含有0.04～0.09％的C和0.010～0.020％的Ti，Ti添加量不宜过高，否则也会使延伸率和r90值会降低。
碳、钛含量范围的选择主要考虑有足够的间隙原子以保证其烘烤硬化性能，同时添加微量Ti以全部固定或部分固定氮原子，使其间隙原子易于控制及防止耐时效性差问题，优选碳含量为0.04～0.09％。硅、锰、磷元素作为固溶强化元素加入，在保证其强度的同时，为防止其强度过高影响成形性能，要求37<37[Mn]+83[Si]+470[P]<50；硫作为残留元素存在，考虑到钢质纯净度和降低MnS夹杂出现，要求不高于0.015％。铝主要是作为脱氧元素添加的，要实现完全脱氧，其含量要求在0.010％以上，但不宜过高，防止铝烧损形成过多的Al2O3夹杂，因此，铝含量不能高于0.060％。
综上所述，通过对各种成分的精确控制，本发明制备得到了强度和成形性能优良的烘烤硬化热镀锌钢板，该钢板屈服强度为300～360MPa、抗拉强度为400～480MPa、延伸率≥35.0％、n90≥0.16、r90≥1.4、BH≥30MPa。
本发明还提供了一种上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法，包括以下步骤：
将冶炼钢水经冶炼-热轧-酸轧-热镀锌-退火工序后，得到热镀锌钢板；所述热轧包括加热、除磷、粗轧、精轧、层流冷却和卷取工序。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，为了防止热轧工序产生翘皮缺陷，同时保证高温卷取的温度，所述热轧中精轧开轧温度为1100～1250℃，终轧温度为850～920℃。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，为了热轧工序得到合适的铁素体和珠光体组织，所述热轧中卷取温度为650～730℃。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，所述酸轧工序中冷轧压下率为50～85％。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，所述退火工序具体为：从780～830℃以10～50℃/s的速度冷却至440～470℃，镀锌5～30s，再以4～10℃/s的速度终冷至室温。
其中，上述高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法中，镀锌时炉内保护气氛露点温度为-25～-60℃。
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用本发明方法制备热镀锌钢板
具体操作步骤如下：
(1)经过普通的冶炼工艺，制备了如下表1所示化学成分的烘烤硬化钢板坯：
表1高强度烘烤硬化热镀锌钢板化学成分(wt.％)
编号 C Si Mn P S Ti Als
1 0.05 0.17 0.25 0.036 0.0011 0.017 0.046
2 0.07 0.10 0.19 0.020 0.007 0.012 0.031
(2)将上述板坯经过加热、除磷、热轧和层流冷却后获得热轧卷，其中各参数设置为下表2所示：
表2热轧主要工艺参数
编号 加热温度/℃ 精轧温度/℃ 终轧温度/℃ 卷取温度/℃ 热轧厚度/mm
1 1230 1080 850～890 650～690 3.00
2 1210 1060 870～910 670～720 3.75
(3)将热轧卷酸洗后，冷轧成薄带钢，其中1#、2#的冷轧压下率分别为77.2％、71.7％。
(4)对步骤(3)中得到的薄带钢进行热镀锌、退火，热镀锌退火工艺参数如表3所示：
表3热镀锌退火主要工艺参数
编号 退火温度/℃ 快冷速率/℃/s 镀锌时间/s 终冷速率/℃/s
1 795 30 8 4.5
2 815 35 12 7.0
(5)经上述工艺制备的高强度烘烤硬化热镀锌钢板，其力学性能如下表4所示：
表4高强度烘烤硬化热镀锌钢板力学性能
由实施例1和2的结果可知：本发明制备的高强度烘烤硬化热镀锌钢板具有良好的力学性能，其屈服强度为300～360MPa、抗拉强度为400～480MPa、延伸率≥35.0％、n90≥0.16、r90≥1.4、BH≥30MPa，能够满足汽车外板用户使用要求。本发明提供了一种全新的热镀锌钢板，其性能优异，成本低廉，具有明显的经济效益。

Claims (8)

1.高强度烘烤硬化热镀锌钢板，其特征在于，化学成分为：C：0.04～0.09％，Si：0.10～0.20％，Mn：0.10～0.40％，P：0.15～0.45％，S：≤0.015％，Ti：0.010～0.020％，Als：0.010～0.060％，余量为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的高强度烘烤硬化热镀锌钢板，其特征在于：热镀锌钢板的屈服强度为300～360MPa、抗拉强度为400～480MPa、延伸率≥35.0％、n90≥0.16、r90≥1.4、BH≥30MPa。
3.权利要求1或2所述的高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将冶炼钢水经冶炼-热轧-酸轧-热镀锌-退火工序后，得到热镀锌钢板；所述热轧包括加热、除磷、粗轧、精轧、层流冷却和卷取工序。
4.根据权利要求3所述的高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述热轧中精轧开轧温度为1100～1250℃，终轧温度为850～920℃。
5.根据权利要求3所述的高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述热轧中卷取温度为650～730℃。
6.根据权利要求3所述的高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述酸轧工序中冷轧压下率为50～85％。
7.根据权利要求3所述的高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述退火工序具体为：从780～830℃以10～50℃/s的速度冷却至440～470℃，镀锌5～30s，再以4～10℃/s的速度终冷至室温。
8.根据权利要求3所述的高强度烘烤硬化热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述热镀锌时炉内保护气氛露点温度为-25～-60℃。
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