CN108998723A - 一种耐高温加速时效性钢板及其生产方法 - Google Patents

一种耐高温加速时效性钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温加速时效性钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.015～0.025%，Mn：0.20～0.50%，Si：0.010～0.025%，P≤0.020%，S≤0.01%，Al：0.025～0.055%，Ti：0.0010～0.003%，B≥0.0015%，N≤0.004%，余量为铁及不可避免的杂质；所述生产方法包括热轧和退火工序。本发明降低钢板中的固溶间隙原子数量，降低其在位错的聚集，减轻柯氏气团的影响，降低时效现象，可用于钢板加速时效后，且不便于进行预变性消除屈服平台的钢板，同时可延长材料生产后到使用之间的存放时间。

Description

一种耐高温加速时效性钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种耐高温加速时效性钢板及其生产方法。
技术背景
伴随着科学技术的发展，冷轧及热熔薄板产品的表面处理技术得以广泛应用，由于电镀、彩涂等产品表面具有美观，光洁等优良的特点，日益成为高档家具、家电、装饰及可携带电子产品的首选材料。
对于成型简单的产品，一般要求材料具有适当的强度和塑性，目前适中最为广泛的钢种为低碳铝镇静钢。这些钢种的薄板产品在出厂时，一般采取了预应变处理，材料在规定时间内使用，时效现象不会导致不均匀变形。但是，采用烘烤处理等加速时效的情况下，即使在规定时间内使用仍会发生明显的时效现象，表现为材料的应力应变曲线出现明显的屈服平台，上屈服点明显升高。在变形中出现吕德斯带，导致褶皱、起棱、橘皮等缺陷。
本发明为提高材料耐时效性能，通过成分设计、热轧工艺和退火工艺调整，生产出耐时效性的材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种耐高温加速时效性钢板及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的术方案是：一种耐高温加速时效性钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.015～0.025%，Mn：0.20～0.50%，Si：0.010～0.025%，P≤0.020%，S≤0.010%，Al：0.025～0.055%，Ti：0.0010～0.003%，B≥0.0015%，N≤0.004%，余量为铁及不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度规格为0.25～1.5mm。
本发明所述钢板彩涂性能屈服平台≤4%。
本发明还提供了一种耐高温加速时效性钢板的生产方法，所述生产方法包括热轧和退火工序；所述退火工序，采用连退工艺。
本发明所述热轧工序，终轧温度控制在900～930℃，卷取温度700～730℃。
本发明所述退火工序，加热段、均热段温度770～790℃。
本发明所述退火工序，缓冷温度640～660℃，均衡段温度450～470℃，均热段保温时间50～70秒。
本发明的设计原理是：成分设计采用化合物的间隙原子固定技术和热力学固定技术相结合的方式，采用降低C、N含量和添加Ti、B等设计方案，部分间隙原子被以化合物的形式得到固定；热轧工艺采用充分发挥热力学间隙原子固定技术，采用奥氏体轧制，低温奥氏体卷取，在卷取后，材料发生间隙原子偏聚，形成部分珠光体，渗碳体，使得材料的铁素体晶内间隙原子大大小于平均含量；退火工艺采用再结晶退火，避免珠光体，渗碳体溶解，在冷却过程中，继续有三次渗碳体产生，进一步降低铁素体晶内间隙原子含量。通过以上工艺，造成间隙原子以化合物形式固定，以间隙原子偏聚生成高碳相相结合的微观组织，以实现在存储或高温处理过程中，铁素体中“Cottrell气团”和“Snoek气团”的形成得以限制，从而实现抗时效性能的提高。
本发明一种耐高温加速时效性钢板产品标准参考GB/T12754-2006，彩涂产品性能检测方法标准参考GB/T 228.1中的P6试样，试样方向为横向。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、通过调整材料化学成分、热轧工艺、热轧卷取温度、退火工艺等，控制板带的微观碳不均匀分布，形成高含碳相与低碳固溶度的铁素体组织，从而降低间隙原子对时效性的影响。2、本发明材料经自然时效或烘烤，屈服平台长度明显减小，上屈服强度明显降低，提高了材料的耐时效性，满足了烘烤硬化效应的彩涂板在成型中不产生吕德斯带的需求。3、本发明降低钢板中的固溶间隙原子数量，降低其在位错的聚集，减轻柯氏气团的影响，降低时效现象，可用于钢板加速时效后，且不便于进行预变性消除屈服平台的钢板，同时可延长材料生产后到使用之间的存放时间。
附图说明
图1是实施例1镀锌钢板拉伸曲线，此拉伸曲线为彩涂基板（镀锌板）力学性能；
图2是实施例1彩涂后拉伸曲线，此拉伸曲线为彩涂板拉伸性能。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例生产的DX51D+Z热镀锌板，钢板厚度为0.5mm，镀层重量80g/m2，镀层厚度0.4mm，在专业家电用彩涂生产线生产彩涂板，用于制造冰箱门壳，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.022%，Mn：0.23%，Si：0.011%，P：0.011%，S：0.0063%，Al：0.040%，Ti：0.0010%，B：0.002%，N：0.0030%，余量为铁及不可避免的杂质。
生产方法包括热轧和退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）热轧：终轧温度920℃，卷取温度720℃；
（2）退火：加热段、均热段温度780℃；缓冷温度655℃，均衡段温度460℃，均热段保温时间60秒。
彩涂板生产中的涂料烘干工艺是一个加速时效过程，彩涂采用两涂两烘工艺，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。若彩涂后材料出现明显屈服平台，屈服平台长度≥6%，在后续成型加工过程中，致使冰箱门壳圆弧处出现褶皱起棱缺陷。为杜绝此现象发生，采用本实施例生产耐时效用热镀锌板，在存放40天后两涂两烘，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。彩涂后材料出现明显屈服平台为3%。在后续工艺过程（矫平、剪切、成型等）相同的情况下，确保了热镀锌板在加工中未再度发生现褶皱起棱缺陷。
图1是本实施例镀锌拉伸曲线，此拉伸曲线为彩涂基板（镀锌板）力学性能；图2是本实施例彩涂后拉伸曲线，此拉伸曲线为彩涂板拉伸性能。（实施例2-5附图与实施例1类似，故省略。）
实施例2
本实施例生产的DX51D+Z热镀锌板，钢板厚度为0.8mm，镀层重量80g/m2，镀层厚度0.4mm，在专业家电用彩涂生产线生产彩涂板，用于制造冰箱门壳，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.024%，Mn：0.22%，Si：0.013%，P：0.010%，S：0.0053%，Al：0.040%，Ti：0.0011%，B：0.0018%，N：0.0030%，余量为铁及不可避免的杂质。
生产方法包括热轧和退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）热轧：终轧温度920℃，卷取温度715℃；
（2）退火：加热段、均热段温度780℃；缓冷温度650℃，均衡段温度460℃，均热段保温时间55秒。
彩涂板生产中的涂料烘干工艺是一个加速时效过程，彩涂采用两涂两烘工艺，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。若彩涂后材料出现明显屈服平台，屈服平台长度≥6%，在后续成型加工过程中，致使冰箱门壳圆弧处出现褶皱起棱缺陷。为杜绝此现象发生，采用本实施例生产耐时效用热镀锌板，在存放40天后两涂两烘，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。彩涂后材料出现明显屈服平台为3%。在后续工艺过程（矫平、剪切、成型等）相同的情况下，确保了热镀锌板在加工中未再度发生现褶皱起棱缺陷。
实施例3
本实施例生产的DX51D+Z热镀锌板，钢板厚度为1.2mm，镀层重量80g/m2，镀层厚度0.4mm热镀锌板，在专业家电用彩涂生产线生产彩涂板，用于制造冰箱门壳，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.020%，Mn：0.24%，Si：0.019%，P：0.009%，S：0.0061%，Al：0.036%，Ti：0.0011%，B：0.0017%，N：0.0035%，余量为铁及不可避免的杂质。
生产方法包括热轧和退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）热轧：终轧温度910℃，卷取温度715℃；
（2）退火：加热段、均热段温度780℃；缓冷温度650℃，均衡段温度462℃，均热段保温时间65秒。
彩涂板生产中的涂料烘干工艺是一个加速时效过程，彩涂采用两涂两烘工艺，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。若彩涂后材料出现明显屈服平台，屈服平台长度≥6%，在后续成型加工过程中，致使冰箱门壳圆弧处出现褶皱起棱缺陷。为杜绝此现象发生，采用本实施例生产耐时效用热镀锌板，在存放40天后两涂两烘，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。彩涂后材料出现明显屈服平台为4%。在后续工艺过程（矫平、剪切、成型等）相同的情况下，确保了热镀锌板在加工中未再度发生现褶皱起棱缺陷。
实施例4
本实施例生产的DX51D+Z热镀锌板，钢板厚度为0.25mm，镀层重量80g/m2，镀层厚度0.4mm热镀锌板，在专业家电用彩涂生产线生产彩涂板，用于制造冰箱门壳，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.015%，Mn：0.20%，Si：0.010%，P：0.015%，S：0.008%，Al：0.025%，Ti：0.0010%，B：0.0015%，N：0.0035%，余量为铁及不可避免的杂质。
生产方法包括热轧和退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）热轧：终轧温度900℃，卷取温度700℃；
（2）退火：加热段、均热段温度770℃；缓冷温度640℃，均衡段温度450℃，均热段保温时间50秒。
彩涂板生产中的涂料烘干工艺是一个加速时效过程，彩涂采用两涂两烘工艺，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。若彩涂后材料出现明显屈服平台，屈服平台长度≥6%，在后续成型加工过程中，致使冰箱门壳圆弧处出现褶皱起棱缺陷。为杜绝此现象发生，采用本实施例生产耐时效用热镀锌板，在存放40天后两涂两烘，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。彩涂后材料出现明显屈服平台为3%。在后续工艺过程（矫平、剪切、成型等）相同的情况下，确保了热镀锌板在加工中未再度发生现褶皱起棱缺陷。
实施例5
本实施例生产的DX51D+Z热镀锌板，钢板厚度为1.5mm，镀层重量80g/m2，镀层厚度0.4mm热镀锌板，在专业家电用彩涂生产线生产彩涂板，用于制造冰箱门壳，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.025%，Mn：0.50%，Si：0.025%，P：0.020%，S：0.010%，Al：0.055%，Ti：0.0030%，B：0.0018%，N：0.0040%，余量为铁及不可避免的杂质。
生产方法包括热轧和退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）热轧：终轧温度930℃，卷取温度730℃；
（2）退火：加热段、均热段温度790℃；缓冷温度660℃，均衡段温度470℃，均热段保温时间70秒。
彩涂板生产中的涂料烘干工艺是一个加速时效过程，彩涂采用两涂两烘工艺，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。若彩涂后材料出现明显屈服平台，屈服平台长度≥6%，在后续成型加工过程中，致使冰箱门壳圆弧处出现褶皱起棱缺陷。为杜绝此现象发生，采用本实施例生产耐时效用热镀锌板，在存放40天后两涂两烘，烘烤时间为1min/次，两次，炉内温度280℃。彩涂后材料出现明显屈服平台为3%。在后续工艺过程（矫平、剪切、成型等）相同的情况下，确保了热镀锌板在加工中未再度发生现褶皱起棱缺陷。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种耐高温加速时效性钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.015～0.025%，Mn：0.20～0.50%，Si：0.010～0.025%，P≤0.020%，S≤0.01%，Al：0.025～0.055%，Ti：0.0010～0.003%，B≥0.0015%，N≤0.004%，余量为铁及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温加速时效性钢板，其特征在于，所述钢板厚度规格为0.25～1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温加速时效性钢板，其特征在于，所述钢板彩涂性能屈服平台≤4%。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种耐高温加速时效性钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括热轧和退火工序；所述退火工序，采用连退工艺。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温加速时效性钢板的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，终轧温度控制在900～930℃，卷取温度700～730℃。
6.根据权利要求4所述的一种耐高温加速时效性钢板的生产方法，其特征在于，所述退火工序，加热段、均热段温度770～790℃。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种耐高温加速时效性钢板的生产方法，其特征在于，所述退火工序，缓冷温度640～660℃，均衡段温度450～470℃，均热段保温时间50～70秒。
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