CN108559919A - 一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢及其生产方法 - Google Patents

一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢及其生产方法，钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.10～0.15％，Si≤0.05％，Mn：1.80～2.00％，Alt：0.030～0.060％，N≤0.004％，Cr：0.20～0.40％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质，本发明及其生产方法充分考虑钢铁企业针对小批量冷轧相变诱导塑性钢的生产组织特点，通过合理的、经济的、低成本成分设计并有效地控制各工序段的关键工艺参数，实现采用一种成分体系可生产590MPa、690MPa及780MPa三种抗拉强度级别的冷轧相变诱导塑性钢产品。产品满足并优于EN10338和GB/T20564.6标准，不仅利于钢铁企业迅速消化钢坯库存，而且能够满足汽车产业多零件、多性能的特殊需求。

Description

一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢及其生产方法。
背景技术
近年来，汽车行业面临的环保要求日趋苛刻，传统汽车被指为城市大气的主要污染源之一，治理汽车尾气刻不容缓，未来汽车技术将以安全、节能、环保、智能为发展方向。先进高强钢中的相变诱导塑性钢具有高的强塑性匹配而备受重视，主要用来制作汽车的挡板、车门防护杆、保险杠、底盘部件、车轮轮辋和车门冲击梁等。在日本，相变诱导塑性钢已被用来制作概念车底盘上的约80种零件，同传统钢板相比，用这种钢板制造的零件重量减轻约12％，每台车重量减轻约14kg，经济效益明显。
各家汽车主机厂对相同级别冷轧相变诱导塑性钢的订货量较少，每次约20～60吨，而国内外诸多钢铁企业，组织生产1炉高强钢为210吨，出铸坯约8～10支，能出成品卷8～10卷，每卷重约20～25吨。可见，充分考虑钢铁企业针对小批量冷轧相变诱导塑性钢的生产组织特点，通过合理的成分设计并有效地控制各工序段工艺参数，实现采用一种成分体系可生产不同级别的相变诱导塑性钢产品，不仅利于钢铁企业迅速消化钢坯库存，而且能够满足汽车产业多零件、多性能的特殊需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
现有公开的技术，只是针对一种特定强度级别的冷轧相变诱导塑性钢，进行生产方法、加工方法或制造方法的阐明，例如公开号CN 101363102A、CN 102409222A、CN106636925A等等。
发明内容
为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢及其生产方法，通过合理的、经济的、低成本成分设计并有效地控制各工序段的关键工艺参数，实现采用一种成分体系可生产590MPa、690MPa及780MPa三种抗拉强度级别的冷轧相变诱导塑性钢产品。产品满足并优于EN10338和GB/T20564.6标准。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢，钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.10～0.15％，Si≤0.05％，Mn：1.80～2.00％，Alt：0.030～0.060％，N≤0.004％，Cr：0.20～0.40％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；
一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法为：将所述钢坯依次采用钢坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连退工序和平整工序，制备出相变诱导塑性钢产品的厚度规格为1.0～1.8mm，覆盖590MPa、690MPa及780MPa三种抗拉强度级别，产品满足并优于EN10338和GB/T20564.6标准。
具体地，所述钢坯厚度为230mm。
具体地，所述热轧工序中，当热轧基料厚度≤2.0mm时，其粗轧出口坯厚为30mm；当2.0mm＜热轧基料厚度≤4.0mm时，其粗轧出口坯厚为40mm；当4.0mm＜热轧基料厚度≤5.0mm时，其粗轧出口坯厚为45mm。
具体地，590MPa抗拉强度级别的所述相变诱导塑性钢的生产方法中各工序段的工艺参数为：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1260～1290℃，均热时间30～40min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1080～1110℃，精轧终轧温度900～920℃；精轧结束后采取轧后前段冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至700～730℃，进行卷取，制得热轧钢卷；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用46.0～50.0％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度820～840℃，缓冷段结束温度680～700℃，快冷段结束温度430～450℃，过时效段温度410～430℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.6±0.1％。
具体地，690MPa抗拉强度级别的所述相变诱导塑性钢的生产方法中各工序段的工艺参数为：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1240～1270℃，均热时间30～40min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1050～1080℃，精轧终轧温度870～890℃；精轧结束后采取轧后前段冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至660～680℃，进行卷取，制得热轧钢卷；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用56.0～58.0％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度820～840℃，缓冷段结束温度690～710℃，快冷段结束温度420～440℃，过时效段温度400～420℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.5±0.1％。
具体地，780MPa抗拉强度级别的所述相变诱导塑性钢的生产方法中各工序段的工艺参数为：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1240℃，均热时间≤30min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度为1030～1050℃；精轧终轧温度840～860℃，并保证精轧机架末道次压下率≥10％；精轧结束后采取轧后前段快速冷却工艺，以20～40℃/s的冷速快速冷却至620～650℃，进行卷取，制得热轧钢卷；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用65.0～69.0％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度800～820℃，缓冷段结束温度720～730℃，快冷段结束温度400～420℃，过时效段温度380～400℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.8±0.1％。
本发明具有以下有益效果：本发明及其生产方法充分考虑钢铁企业针对小批量冷轧相变诱导塑性钢的生产组织特点，通过合理的、经济的、低成本成分设计并有效地控制各工序段的关键工艺参数，实现采用一种成分体系可生产590MPa、690MPa及780MPa三种抗拉强度级别的冷轧相变诱导塑性钢产品。产品满足并优于EN10338和GB/T20564.6标准，不仅利于钢铁企业迅速消化钢坯库存，而且能够满足汽车产业多零件、多性能的特殊需求。
附图说明
图1为本发明实施例1中工艺1-II制备的590MPa级别的冷轧相变诱导塑性钢的微观组织图；
图2为本发明实施例1中工艺1-Ⅴ制备的690MPa级别的冷轧相变诱导塑性钢的微观组织图；
图3为本发明实施例1中工艺1-Ⅶ制备的780MPa级别的冷轧相变诱导塑性钢的微观组织图。
具体实施方式
本发明实施例中对于样品的微观组织及力学性能性能测试采用如下的方法进行：
从冷轧退火成品钢卷上切割出金相试样，经研磨﹑抛光后，采用4％硝酸酒精侵蚀，在扫描电镜下进行微观组织分析。
从冷轧退火成品钢卷上取样，用D/max2400型X射线衍射仪测定试样中残余奥氏体相对量时，测定(220)γ和(200)α峰的衍射强度，采用式Vγ＝1.4Iγ/(Iα+1.4Iγ)求得残余奥氏体的相对量；采用Leica图像分析软件测定计算铁素体体积分数。
从冷轧退火成品钢卷上取样并按GB/T 228标准制成拉伸试样，有效标距为80×20mm，在SANA万能实验机上进行力学性能测试。
从冷轧退火成品钢卷上取样并按标准GB/T 228制成拉伸试样，有效标距为80×20mm，按标准GB/T 24174所提供的烘烤硬化值(BH2)的测定方法进行测试及计算。
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例中钢坯的出钢钢水化学成分按重量百分比包括C：0.18％，Si：1.17％，Mn：1.74％，Alt：0.40％，N：0.003，Mo：0.16％，P：0.007％，S：0.004％，余量为Fe及其他不可避免的杂质，钢坯厚度230mm。
本实施例中热轧基料厚度为2.0mm的粗轧出口坯厚为30mm；2.0mm＜热轧基料厚度≤4.0mm的粗轧出口坯厚为40mm；4.0mm＜热轧基料厚度≤5.2mm的粗轧出口坯厚为45mm。
本实施例中590MPa级别的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法按照以下方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1260～1290℃，均热时间30min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1106～1110℃，精轧终轧温度914～920℃；精轧结束后采取轧后前段冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至719～730℃，进行卷取；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用50.0％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度830～840℃，缓冷段结束温度690～700℃，快冷段结束温度445～450℃，过时效段温度420～430℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.6±0.1％。
本实施例中690MPa级别的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于按照以下方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1240～1270℃，均热时间30min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1071～1080℃，精轧终轧温度884～890℃；精轧结束后采取轧后前段冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至674～680℃，进行卷取；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用56.3～57.9％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度835～840℃，缓冷段结束温度700～710℃，快冷段结束温度430～440℃，过时效段温度400～420℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.5±0.1％。
本实施例中780MPa级别的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于按照以下方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1240℃，均热时间20min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度为1043～1050℃；精轧终轧温度852～860℃，并保证精轧机架末道次压下率≥10％；精轧结束后采取轧后前段快速冷却工艺，以约20℃/s的冷速快速冷却至645～650℃，进行卷取；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用65.4～68.4％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度810～820℃，缓冷段结束温度720～730℃，快冷段结束温度400～420℃，过时效段温度380～400℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.8±0.1％。
本实施例中主要工艺控制参数如表1所示。
表1实施例1中的主要工艺控制参数
对制备得到的冷轧轧相变诱导塑性钢取样进行显微组织分析及力学性能测试，测试与分析结果具体见表2。附图1为本发明实施例1中工艺1-II制备的590MPa级别的冷轧相变诱导塑性钢的微观组织图；附图2为本发明实施例1中工艺1-Ⅴ制备的690MPa级别的冷轧相变诱导塑性钢的微观组织图；附图3为本发明实施例1中工艺1-Ⅶ制备的780MPa级别的冷轧相变诱导塑性钢的微观组织图。由微观组织分析及各相体积分数的测试分析计算结果可知，本发明实施例中制备得到的各钢级冷轧相变诱导塑性钢由铁素体、贝氏体和残余奥氏体组成。
表2实施例1的力学性能与显微组织中各相体积分数
实施例2
本实施例中钢坯的出钢钢水化学成分按重量百分比包括C：0.22％，Si：1.00％，Mn：1.90％，Alt：0.60％，N：0.004，Mo：0.10％，P：0.010％，S：0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质，钢坯厚度230mm。
本实施例中，2.0mm＜热轧基料厚度≤4.0mm的粗轧出口坯厚为40mm；热轧基料厚度为4.5mm的粗轧出口坯厚为45mm。
本实施例中590MPa级别的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法按照以下方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1260～1280℃，均热时间40min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1080～1086℃，精轧终轧温度900～904℃；精轧结束后采取轧后前段冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至700～703℃，进行卷取；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用48.1～48.6％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度820℃，缓冷段结束温度680～685℃，快冷段结束温度430～440℃，过时效段温度410～415℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.6±0.1％。
本实施例中690MPa级别的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于按照以下方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1250～1270℃，均热时间40min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1050～1059℃，精轧终轧温度870～873℃；精轧结束后采取轧后前段冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至660～662℃，进行卷取；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用56.5～57.1％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度820～830℃，缓冷段结束温度690～700℃，快冷段结束温度420～430℃，过时效段温度400℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.5±0.1％。
本实施例中780MPa级别的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于按照以下方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1240℃，均热时间30min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度为1030～1034℃；精轧终轧温度840～842℃，并保证精轧机架末道次压下率≥10％；精轧结束后采取轧后前段快速冷却工艺，以约40℃/s的冷速快速冷却至620～631℃，进行卷取；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用68.8～68.9％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度820℃，缓冷段结束温度720～730℃，快冷段结束温度410～420℃，过时效段温度380～390℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.8±0.1％。
本实施例中主要工艺控制参数如表3所示。
表3实施例2中的主要工艺控制参数
对制备得到的冷轧相变诱导塑性钢取样进行显微组织分析及力学性能测试，测试与分析结果具体见表4。
表4实施例2的力学性能与显微组织中各相体积分数
实施例3
本实施例中钢坯的出钢钢水化学成分按重量百分比包括C：0.18％，Si：1.40％，Mn：1.60％，Alt：0.45％，N：0.004，Mo：0.20％，P：0.006％，S：0.004％，余量为Fe及其他不可避免的杂质，钢坯厚度230mm。
本实施例中，2.0mm＜热轧基料厚度≤4.0mm的粗轧出口坯厚为40mm；4.0mm＜热轧基料厚度≤5.0mm的粗轧出口坯厚为45mm。
本实施例中不同级别的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法按照实施例2所叙述的步骤进行控制各工序段的工艺参数，具体工艺控制参数如表5所示。
表5实施例3中的主要工艺控制参数
对制备得到的冷轧相变诱导塑性钢取样进行显微组织分析及力学性能测试，测试与分析结果具体见表6。
表6实施例3的力学性能与显微组织中各相体积分数
本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢，其特征在于：钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.10～0.15％，Si≤0.05％，Mn：1.80～2.00％，Alt：0.030～0.060％，N≤0.004％，Cr：0.20～0.40％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
2.一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于：将所述钢坯依次采用钢坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连退工序和平整工序，制备出相变诱导塑性钢产品的厚度规格为1.0～1.8mm，覆盖590MPa、690MPa及780MPa三种抗拉强度级别，产品满足并优于EN10338和GB/T20564.6标准。
3.根据权利要求2所述的一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于：所述钢坯厚度为230mm。
4.根据权利要求2所述的一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于：所述热轧工序中，当热轧基料厚度≤2.0mm时，其粗轧出口坯厚为30mm；当2.0mm＜热轧基料厚度≤4.0mm时，其粗轧出口坯厚为40mm；当4.0mm＜热轧基料厚度≤5.0mm时，其粗轧出口坯厚为45mm。
5.根据权利要求2所述的一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于：590MPa抗拉强度级别的所述相变诱导塑性钢的生产方法中各工序段的工艺参数为：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1260～1290℃，均热时间30～40min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1080～1110℃，精轧终轧温度900～920℃；精轧结束后采取轧后前段冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至700～730℃，进行卷取，制得热轧钢卷；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用46.0～50.0％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度820～840℃，缓冷段结束温度680～700℃，快冷段结束温度430～450℃，过时效段温度410～430℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.6±0.1％。
6.根据权利要求2所述的一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于：690MPa抗拉强度级别的所述相变诱导塑性钢的生产方法中各工序段的工艺参数为：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1240～1270℃，均热时间30～40min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1050～1080℃，精轧终轧温度870～890℃；精轧结束后采取轧后前段冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至660～680℃，进行卷取，制得热轧钢卷；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用56.0～58.0％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度820～840℃，缓冷段结束温度690～710℃，快冷段结束温度420～440℃，过时效段温度400～420℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.5±0.1％。
7.根据权利要求2所述的一种一钢多级的经济型冷轧相变诱导塑性钢的生产方法，其特征在于：780MPa抗拉强度级别的所述相变诱导塑性钢的生产方法中各工序段的工艺参数为：
(1)加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1220～1240℃，均热时间≤30min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度为1030～1050℃；精轧终轧温度840～860℃，并保证精轧机架末道次压下率≥10％；精轧结束后采取轧后前段快速冷却工艺，以20～40℃/s的冷速快速冷却至620～650℃，进行卷取，制得热轧钢卷；
(3)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用65.0～69.0％的压下量进行冷轧；
(4)连退工序：将酸轧后的钢带进行连续退火，均热温度800～820℃，缓冷段结束温度720～730℃，快冷段结束温度400～420℃，过时效段温度380～400℃；
(5)平整工序：平整延伸率控制在0.8±0.1％。
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