CN108913997A - 一种含磷高强钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种含磷高强钢及其制备方法,包括以下重量百分比的化学成分:C:0.002%~0.008%、Si:0.06%~0.1%、Mn:0.9%~1.3%、P:0.06%~0.10%、S:≤0.005%、Alt:0.025~0.035%,其余为铁和不可避免的杂质元素。本发明未采用添加合金元素,通过优化成分设计,并控制合理的热轧工艺、冷轧压下率、热镀锌退火工艺、光整延伸率等工艺参数,使得带钢成品具有较高的强度、良好的成形性,强度级别可以达到380MPa以上,同时具有良好表面质量,可用于汽车用钢;在提高汽车安全性能的同时,为汽车企业带来可观的经济效益。

Description

一种含磷高强钢及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于钢铁冶炼技术领域,尤其涉及一种含磷高强钢及其制备方法。
背景技术
[0002] 近几年,随着我国汽车制造业的蓬勃发展,对汽车用钢板的需求呈日趋上升的态 势。目前国内汽车所用的零部件大多通过冲压成型。据统计,一辆汽车从车身覆盖件如盖 板、车门等内部构件如梁、支撑筋板等结构件,大约有700多个冲压成型件。与此同时,汽车 结构件正在向整体组合型方向发展,即多个零部件组合成型,以简化车体组装,整体性能 好,并提高其安全性,但对钢板的成型性要求更高了。因此,为适应汽车工业减重、降耗、安 全和环保的发展趋势,随着现代汽车制造技术的发展及汽车使用要求的提高,汽车板件用 钢已经发生了新的变化,汽车车身用钢和基板由过去低冲压级别的低碳钢板发展到高深冲 级别的超低碳IF钢板,表面状态则由过去的单纯裸板发展到各种电镀、热镀、复合镀、镀锌 钢板等,并且在车身上的使用比例逐年加大,开发和研制强度高、成型性好的冲压钢板成为 目前汽车用钢板研究与开发的新热点;
[0003] 有些厂家采用超低碳生产热镀锌超深冲用IF钢,通过添加适量的P、Si、Mn等固溶 强化元素来提高强度,在提高强度的同时保持良好的成型性能,以赋予车身更高的安全性 能。近年来汽车用热镀锌含P高强钢产品的开发和应用得到迅速发展,主要用于汽车外板或 成型复杂的内板成型件。由于此类钢化学成分中含有一定量的Si、Mn等固溶强化元素,对热 镀锌退火工艺也相当敏感,在首钢含P高强IF钢发展初期,带钢板面锌层起伏较重,采用扫 描电镜观察了缺陷和正常位置的表面显微形貌,可以发现正常位置表面为均匀的光整后的 锌花形貌,如图IA所示;而缺陷位置的锌花形貌明显不均匀,局部位置的锌花形貌完全消 失,而局部位置的锌花还比较完整,异常位置的尺寸约为1_,如图IB所示。因此,热镀锌含P 高强钢产品的表面质量不佳,且目前没有较好的改善方法。
发明内容
[0004] 针对现有技术中的上述缺陷,本发明的主要目的在于提供一种含磷高强钢及其制 备方法,抗拉强度达到380MPa,并具有优异的成型性能和表面质量。
[0005] 为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种含磷高强钢,包括以下重量百 分比的化学成分:
[0006] C:0.002%〜0.008%、Si:0.06%〜0.1%、Mn:0.9%〜1.3%、P:0.06%〜0.10%、 S: <0.005%、Alt:0.025〜0.035%,其余为铁和不可避免的杂质元素。
[0007] 作为进一步的优选,所述含磷高强钢,包括以下重量百分比的化学成分:
[0008] C:0.003%〜0.007%、Si:0.07%〜0.1%、Mn:0.95%〜1.23%、P:0.07%〜 0.09%、S:彡0.005%、Alt:0.030〜0.032%,其余为铁和不可避免的杂质元素。
[0009] 作为进一步的优选,所述含磷高强钢的抗拉强度达到380MPa。
[0010] 本发明的另一目的在于提供上述含磷高强钢的制备方法,包括如下步骤:
[0011] 钢水经过转炉冶炼后获得板坯,所述板坯化学成分重量百分比如下:C: 0.002 %〜 0.008%、Si:0.06%〜0.1%、Mn:0.9%〜1.3%、P:0.06%〜0.10%、S:<0.005%、Alt: 0.025〜0.035%,其余为铁和不可避免的杂质元素;
[0012] 将所述板坯进行加热,再经过热乳获得热乳板,其中,所述板坯的加热温度为1180 〜1220°C ;所述热乳的终乳温度860〜920°C ;
[0013] 将所述热乳板进行卷取得到热乳卷,所述卷取温度640〜680°C ;
[0014] 将所述热乳卷经过常规酸洗后进行冷乳,得到冷乳钢板;
[0015] 将所述冷乳钢板进行热镀锌退火处理获得带钢;
[0016] 将所述带钢进行光整后得到成品。
[0017] 作为进一步的优选,所述冷乳过程中,冷乳总压下率控制在70〜85%。
[0018] 作为进一步的优选,所述热镀锌退火处理包括:将所述冷乳钢板在退火炉内退火, 退火温度控制在770〜800°C,缓冷温度为690〜720°C,快冷温度390〜430°C,带钢入锌锅温 度455-465 °C。
[0019] 作为进一步的优选,所述光整过程中,光整延伸率控制在0.6〜0.9%。
[0020] 作为进一步的优选,所述终乳温度为870〜907°C。
[0021] 作为进一步的优选,所述卷取温度为643〜679 °C。
[0022] 作为进一步的优选,所述退火温度控制在785〜797 °C。
[0023] 本发明的有益效果是:本发明含磷高强钢,包括以下重量百分比的化学成分:C: 0.002%〜0.008%、Si :0.06%〜0· 1%、Μη:0·9%〜1.3%、Ρ:0·06%〜0· 10%、S:彡 0.005%、Alt:0.025〜0.035%,其余为铁和不可避免的杂质元素。本发明未采用添加合金 元素,通过优化成分设计,并控制合理的热乳工艺、冷乳压下率、热镀锌退火工艺、光整延伸 率等工艺参数,使得带钢成品具有较高的强度、良好的成形性,强度级别可以达到380MPa以 上,同时具有良好表面质量,可用于汽车用钢;在提高汽车安全性能的同时,为汽车企业带 来可观的经济效益。
附图说明
[0024] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明 的限制。
[0025] 图IA为采用扫描电镜观察到的含P高强IF钢正常位置的表面显微形貌示意图。
[0026] 图IB为采用扫描电镜观察到的含P高强IF钢缺陷位置的表面显微形貌示意图。
[0027] 图2为本发明实施例制备得到的380MPa级高表面等级含P高强钢的扫描电镜示意 图。
[0028] 图3为本发明实施例制备得到的380MPa级高表面等级含P高强钢的下线表面质量 图。
具体实施方式
[0029] 本发明通过提供一种含磷高强钢及其制备方法,克服了现有含P高强IF钢表面缺 陷及性能方面的缺陷。
[0030] 为了解决上述问题,本发明实施例的主要思路是:
[0031] 本发明实施例含磷高强钢,包括以下重量百分比的化学成分:
[0032] C:0.002%〜0.008%、Si:0.06%〜0.1%、Mn:0.9%〜1.3%、P:0.06%〜0.10%、 S: <0.005%、Alt:0.025〜0.035%,其余为铁和不可避免的杂质元素。
[0033] 其中,C元素的含量控制在较低的水平(C:0.002%〜0.008%)。
[0034] Si作为钢中的固溶强化元素,含量越低越好(Si:0.06%〜0.1%)。
[0035] Mn是提高强度的传统元素,比较经济。但是Mn含量过高除固溶强化外还引起析出 物过剩,阻碍再结晶晶粒的长大,对r值不利(r值为塑性应变比,是材料在冲压成型时宽度 上的应变值与厚度上的应变值之比,该值一般越大越好,冲压钢板的R值要大于1,否则很容 易冲裂,这与钢板的织构有关,一般要求钢板有较强的{111}织构,使之在厚度上减薄较少, 故含量应控制在较低范围(0.9%〜1.3%)。
[0036] S在深冲钢中是有害元素,会增加钢的脆性,应尽可能的降低钢中硫的含量< 0.005%〇
[0037] Al作为脱氧剂加入,与Mn相似,过多的Al对r值不利,故Al含量控制要适当,在 0.025 〜0.035%〇
[0038] P作为提高强度的关键固溶元素,其加入量过小时不足以提高强度,加入量过大时 会导致其他性能恶化,故P含量根据强度要求控制在〇. 06〜0.10%。
[0039] 本发明实施例通过上述成分的配比设计以及选用相应的制备方法,且对方法中的 参数进行调整,得到了强度级别可以达到380MPa以上的高表面质量及性能优良的含磷高强 钢。
[0040] 为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举数实施 例,来说明本发明所述之超高延性低密度钢及其制备方法。
[0041] 本发明实施例提供的一种380MPa级高表面等级含P高强钢的制备方法,包括以下 几个步骤:
[0042] 1)经冶炼、连铸成坯及常规对铸坯加热后进行热乳,其中,加热温度1180〜1220 °C;终乳温度860〜920°C;
[0043] 2)进行卷取,控制卷取温度在640〜680 °C ;
[0044] 3)经常规酸洗后冷乳,控制其总压下率在70〜85% ;
[0045] 4)进行连续退火,将冷乳钢板在退火炉内退火,退火温度控制在770〜800°C,缓冷 温度为690〜720 °C,带钢入锌锅温度455-465 °C。
[0046] 5)然后进行光整,光整延伸率控制在0.6〜0.9 %。
[0047] 下表1示意出了各实施例中的主要化学成分及工艺参数。
[0048] 表1
[0049]
Figure CN108913997AD00061
[0050] 下表2列举出了各实施例制备得到的380MPa级高表面等级含P高强钢的力学性能; 采用的标准包括:GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验等。
[0051]
Figure CN108913997AD00062
[0052] 图2为本发明实施例制备得到的380MPa级高表面等级含P高强钢的扫描电镜示意 图。图3为本发明实施例制备得到的380MPa级高表面等级含P高强钢的下线表面质量图,表 明了表面质量高。
[0053] 上述本申请实施例中的技术方案,至少具有如下的技术效果或优点:
[0054] 本发明含磷高强钢,包括以下重量百分比的化学成分:C: 0.002 %〜0.008 %、Si : 0.06% 〜0· 1%、Μη:0·9% 〜1.3%、Ρ:0·06% 〜0· 10%、S:彡0.005%、Alt:0.025 〜 0.035%,其余为铁和不可避免的杂质元素。本发明未采用添加合金元素,通过优化成分设 计,并控制合理的热乳工艺、冷乳压下率、热镀锌退火工艺、光整延伸率等工艺参数,使得带 钢成品具有较高的强度、良好的成形性,强度级别可以达到380MPa以上,同时具有良好表面 质量,可用于汽车用钢;在提高汽车安全性能的同时,为汽车企业带来可观的经济效益。
[0055] 以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限制本发 明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种含磷高强钢,其特征在于:包括以下重量百分比的化学成分: C:0.002%〜0.008%、Si:0.06%〜0.1%、Mn:0.9%〜1.3%、P:0.06%〜0.10%、S:<
0.005%、Alt: 0.025〜0.035%,其余为铁和不可避免的杂质元素。
2. 根据权利要求1所述的含磷高强钢,其特征在于:所述含磷高强钢,包括以下重量百 分比的化学成分: C:0.003%〜0.007%、Si:0.07%〜0.1%、Mn:0.95%〜1.23%、P:0.07%〜0.09%、S: <0.005%、Alt: 0.030〜0.032%,其余为铁和不可避免的杂质元素。
3. 根据权利要求1或2所述的含磷高强钢,其特征在于:所述含磷高强钢的抗拉强度达 至lj380MPa。
4. 如权利要求1-3任一项所述含磷高强钢的制备方法,其特征在于:包括如下步骤: 钢水经过转炉冶炼后获得板坯,所述板坯化学成分重量百分比如下:C: 0.002%〜
0.008%、Si:0.06%〜0.1%、Mn:0.9%〜1.3%、P:0.06%〜0.10%、S:<0.005%、Alt:
0.025〜0.035%,其余为铁和不可避免的杂质元素; 将所述板坯进行加热,再经过热乳获得热乳板,其中,所述板坯的加热温度为1180〜 1220°C ;所述热乳的终乳温度860〜920°C ; 将所述热乳板进行卷取得到热乳卷,所述卷取温度640〜680°C; 将所述热乳卷经过酸洗后进行冷乳,得到冷乳钢板; 将所述冷乳钢板进行热镀锌退火处理获得带钢; 将所述带钢进行光整后得到成品。
5. 根据权利要求4所述含磷高强钢的制备方法,其特征在于:所述冷乳过程中,冷乳总 压下率控制在70〜85%。
6. 根据权利要求4所述含磷高强钢的制备方法,其特征在于:所述热镀锌退火处理包 括:将所述冷乳钢板在退火炉内退火,退火温度控制在770〜800 °C,缓冷温度为690〜720 °C,快冷温度390〜430 °C,带钢入锌锅温度455-465 °C。
7. 根据权利要求4所述含磷高强钢的制备方法,其特征在于:所述光整过程中,光整延 伸率控制在0.6〜0.9%。
8. 根据权利要求4所述含磷高强钢的制备方法,其特征在于:所述终乳温度为870〜907 cC。
9. 根据权利要求4所述含磷高强钢的制备方法,其特征在于:所述卷取温度为643〜679 cC。
10. 根据权利要求6所述含磷高强钢的制备方法,其特征在于:所述退火温度控制在785 〜797 cC。
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