CN109023134A - 一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法 - Google Patents

一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，所述生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火工序；所述热轧工序，热轧板坯加热温度为1050～1200℃，加热时间为70～200min，热轧终轧温度为810～850℃，卷取温度为710～750℃；所述冷轧工序，冷轧轧制速度控制在800～1200m/min。本发明通过控制热轧工艺参数来控制钢中固溶C元素的含量，通过控制冷轧及退火温度，促使{111}再结晶晶粒充分长大，实现提高冲压成形性；使用的化学成分未添加任何高成本的合金如铌钛等，且不需要增大冷轧压下率以及提高退火温度，具有低成本、生产易控制的优点。

Description

一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法。
背景技术
随着我国汽车工业的飞速发展，汽车用钢的产量在近些年获得了显著提升，与此同时，汽车工业对于钢板冲压成形性的要求也随之提高。
在汽车制造领域，大量车身内外板件以及一些覆盖件要求钢板具有一定的深冲性能，目前大多数具有深冲性能的产品一般是通过使用超低碳材质，提高连续退火温度、增加退火时间等手段来实现，这类钢板对于炼钢要求很高，同时在成品退火时采用高温退火也增大了生产难度，因而具有生产成本高、能耗大的特点，产品售价居高不下。
为了获得优异的冲压成形性，人们往往在炼钢过程中加入强碳化物形成元素或采用洁净化炼钢工艺最大程度降低碳含量，这无疑也提高了成本。对于低碳钢而言，不添加额外的合金元素以及采用传统的炼钢工序达到提高产品冲压成形性，是钢铁企业和用户共同关注的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法。该发明在不添加高成本的铌钛合金的前提下，通过控制热轧工艺参数来控制钢中固溶C元素的含量，同时通过中等压缩比的冷轧以及适当的退火温度制度，来促使{111}再结晶晶粒充分长大，实现低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产，生产成本大大降低，增强了产品的市场竞争力，为企业创造可观的经济效益。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，所述生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火工序；所述热轧工序，热轧板坯加热温度为1050～1200℃，加热时间为70～200min，热轧终轧温度为810～850℃，卷取温度为710～750℃；所述冷轧工序，冷轧轧制速度控制在800～1200m/min。
本发明所述热轧工序，钢带经过粗轧后，进入7机架精轧，钢带在精轧时各机架的热轧速度依次控制在1.5～2.5m/s、2.7～3.5m/s、4.0～6.5m/s、4.5～8.5m/s、6.5～11.5m/s、7.0～14m/s、7.5～15m/s；所述热轧带钢抗拉强度270～400MPa、屈服强度≤330MPa、延伸率A80≥35.0%。
本发明所述冷轧工序，冷轧轧制厚度为0.5～2.5mm，压缩比58～82%。
本发明所述连续退火工序，钢带的生产线速度为80～210m/min。
本发明所述连续退火工序，加热段温度580～620℃，均热段温度770～790℃。
本发明所述连续退火工序，钢带光整拉矫延伸率为0.6～1.9%。
本发明所述生产方法生产的低碳钢带屈服强度≤280MPa，抗拉强度270～390MPa，延伸率A80≥33%，R90≥1.5。
本发明所述生产方法生产的低碳钢带厚度为0.5～2.5mm。
本发明所述生产方法生产的低碳钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.020～0.060%，Mn：0.10～0.50%，S≤0.015%，P≤0.022%，Si≤0.03%，Als：0.030～0.060%，N≤0.0050%，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
本发明低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带产品标准参考GB/T5213-2008、DINEN10130：2007-02；产品检测方法标准参考GB/T5027、GB/T228.1。
本发明设计思路：
低碳钢板冲压成形性的优劣与高温退火过程中形成有利于冲压成形性的{111}面织构密切相关。对于普通低碳钢来说，钢板基体中以固溶形式存在的碳原子不利于{111}晶粒的形成：一方面，固溶碳原子可促进冷轧非均匀变形程度的增加，不利于退火过程中{111}再结晶晶粒的形成；另一方面，固溶碳原子或尺寸细小的析出物可通过钉扎晶界阻碍晶粒长大，不利于{111}再结晶织构的发展。提高卷取温度促进了热轧板中碳化物的粗化，而碳化物粗化可促使基体中固溶碳原子含量的降低，有利于冷轧板退火过程中{111}再结晶晶粒的形成；此外，碳化物的粗化与固溶碳原子含量的降低使得再结晶晶粒长大所面临的钉扎力减弱，有利于成品晶粒的长大。低碳钢研究结果显示，在正常晶粒长大过程中，{111}晶粒可借助储能及尺寸优势吞并其他晶粒而发展成为强{111}织构。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过降低终轧温度的方式以减弱相变织构，从而减弱了热轧板中相变织构{001}的比例，达到减弱成品{001}织构、提高{111}织构。2、本发明通过提高卷取温度，促使AlN在卷取过程中充分析出并获得一定程度的粗化，同时，高温卷取亦促使钢中的固溶碳以碳化物形式析出，减少了铁素体基体中固溶碳的含量，促使冷轧均匀变形程度提高，冷轧过程中晶体沿着平面变形路径顺利旋转，有利于后续冷轧形成强{111}织构。3、本发明提高热轧精轧速度，增加热轧形变储能，提高热轧板在相变过程中的铁素体形核率，达到细化初始铁素体晶粒的作用，有利于冷轧过程中均匀变形程度的提高以及晶界储能的增加，为后续退火形成强{111}再结晶织构打下基础。4、本发明在冷轧阶段采用高冷轧速度，可提高冷轧基体的形变储能，为成品退火过程中再结晶形核提供更多形核位置，退火初期完全再结晶后，再结晶晶粒越小，其长大驱动力则越大，此时，由于新形成的{111}取向再结晶晶粒在数量及尺寸上往往具有优势，因而可在后续晶粒长大过程中快速吞并其他取向晶粒，最终发展为强{111}再结晶织构。5、本发明生产的高冲压成形性冷轧退火低碳钢带无需改变现有炼钢工艺、无需额外添加合金元素以及提高退火温度，避免了由增加工序带来的控制难度以及生产成本增加，同时，提高热轧卷取温度可以大大降低热轧冷却水的消耗，是一种低成本高效率生产高冲压成形性低碳钢带的制备方法。6、本发明方法生产出的高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的冲压成形性等同于常规罩退产品，接近于更高牌号的深冲级产品，可用该产品代替更高级别钢种用于汽车板冲压，生产成本大大降低，增强了产品的市场竞争力，为企业创造可观的经济效益。7、本发明使用的化学成分未添加任何高成本的合金如铌钛等，且不需要增大冷轧压下率以及提高退火温度，具有低成本、易生产控制的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带厚度为1.0mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.05%，Si：0.01%，Mn：0.17%，P：0.018%，S：0.012%，ALs：0.039%，N：0.0040%，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：钢水冶炼后经连铸得连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05%，Si：0.01%，Mn：0.17%，P：0.018%，S：0.012%，ALs：0.039%，N：0.0040%，其余为Fe及允许范围内的夹杂；
（2）热轧工序：钢带经过粗轧后，进入7机架精轧，钢带在精轧时各机架的热轧速度依次控制为1.8m/s、2.9m/s、5.5m/s、7.6m/s、9.0m/s、11m/s、12m/s；热轧板坯加热温度为1170℃，加热时间为180min，终轧温度825℃，卷取温度730℃；热轧带钢轧制规格为3.5×1260mm，抗拉强度360MPa、屈服强度254MPa、延伸率A80为50.0%；
（3）冷轧工序：冷轧速度为1015m/min，冷轧后规格为1.0×1250mm，压缩比为71.5%；
（4）连续退火工序：生产线速度为190m/min，带钢的加热温度为610℃，带钢的均热温度775℃，光整拉矫延伸率为1.2%。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的性能：屈服强度200MPa，抗拉强度346MPa，延伸率A80为38.0%，R90为2.00。
实施例2
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带厚度为1.2mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.04%，Si：0.02%，Mn：0.18%，P：0.013%，S：0.009%，ALs：0.042%，N：0.0040%，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：钢水冶炼后经连铸得连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04%，Si：0.02%，Mn：0.18%，P：0.013%，S：0.009%，ALs：0.042%，N：0.0040%，其余为Fe及允许范围内的夹杂；
（2）热轧工序：钢带经过粗轧后，进入7机架精轧，钢带在精轧时各机架的热轧速度依次控制为1.9m/s、3.0m/s、5.7m/s、7.5m/s、8.0m/s、10.5m/s、12.5m/s；热轧板坯加热温度为1130℃，加热时间为150min，终轧温度838℃，卷取温度730℃；热轧带钢轧制规格为4.0×1160mm，抗拉强度352MPa、屈服强度268MPa、延伸率A80为48.0%；
（3）冷轧工序：冷轧速度为1185m/min，冷轧后规格为1.2×1150mm，压缩比为70.0%；
（4）连续退火工序：生产线速度为175m/min，带钢的加热温度为600℃，带钢的均热温度779℃，光整拉矫延伸率为1.3%。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的性能：屈服强度193MPa，抗拉强度331MPa，延伸率A80为39.0%，R90为2.05。
实施例3
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带厚度为1.6mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.02%，Mn：0.19%，P：0.013%，S：0.011%，ALs：0.039%，N：0.0035%，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：钢水冶炼后经连铸得连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06%，Si：0.02%，Mn：0.19%，P：0.013%，S：0.011%，ALs：0.039%，N：0.0035%，其余为Fe及允许范围内的夹杂；
（2）热轧工序：钢带经过粗轧后，进入7机架精轧，钢带在精轧时各机架的热轧速度依次控制为2.1m/s、3.2m/s、5.9m/s、7.2m/s、8.5m/s、12m/s、13m/s；热轧板坯加热温度为1090℃，加热时间为120min，终轧温度834℃，卷取温度728℃；热轧带钢轧制规格为5.0×1160mm，抗拉强度370MPa、屈服强度275MPa、延伸率A80为46.0%；
（3）冷轧工序：冷轧速度为980m/min，冷轧后规格为1.6×1150mm，压缩比为68.0%；
（4）连续退火工序：生产线速度为150m/min，带钢的加热温度为610℃，带钢的均热温度775℃，光整拉矫延伸率为1.55%。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的性能：屈服强度190MPa，抗拉强度327MPa，延伸率A80为41.5%，R90为2.05。
实施例4
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带厚度为2.0mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.05%，Si：0.02%，Mn：0.17%，P：0.014%，S：0.011%，ALs：0.038%，N：0.0040%，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：钢水冶炼后经连铸得连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05%，Si：0.02%，Mn：0.17%，P：0.014%，S：0.011%，ALs：0.038%，N：0.0040%，其余为Fe及允许范围内的夹杂；
（2）热轧工序：钢带经过粗轧后，进入7机架精轧，钢带在精轧时各机架的热轧速度依次控制为1.8m/s、3.0m/s、5.3m/s、7.9m/s、8.7m/s、9.8m/s、11.5m/s；热轧板坯加热温度为1060℃，加热时间为90min，终轧温度829℃，卷取温度720℃；热轧带钢轧制规格为5.5×1270mm，抗拉强度355MPa、屈服强度259MPa、延伸率A80为49.0%；
（3）冷轧工序：冷轧速度为1165m/min，冷轧后规格为2.0×1250mm，压缩比为63.6%；
（4）连续退火工序：生产线速度为85m/min，带钢的加热温度为595℃，带钢的均热温度783℃，光整拉矫延伸率为1.9%。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的性能：屈服强度188MPa，抗拉强度320MPa，延伸率A80为42.5%，R90为2.00。
实施例5
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带厚度为0.5mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.02%，Si：0.03%，Mn：0.50%，P：0.022%，S：0.015%，ALs：0.030%，N：0.0050%，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：钢水冶炼后经连铸得连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.02%，Si：0.03%，Mn：0.50%，P：0.022%，S：0.015%，ALs：0.030%，N：0.0050%，其余为Fe及允许范围内的夹杂；
（2）热轧工序：钢带经过粗轧后，进入7机架精轧，钢带在精轧时各机架的热轧速度依次控制为2.5m/s、3.5m/s、6.5m/s、8.5m/s、11.5m/s、14m/s、15m/s；热轧板坯加热温度为1050℃，加热时间为70min，终轧温度810℃，卷取温度750℃；热轧带钢轧制规格为2.8×1270mm，抗拉强度400MPa、屈服强度330MPa、延伸率A80为35.0%；
（3）冷轧工序：冷轧速度为1200m/min，冷轧后规格为0.5×1250mm，压缩比为82%；
（4）连续退火工序：生产线速度为210m/min，带钢的加热温度为580℃，带钢的均热温度790℃，光整拉矫延伸率为1.5%。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的性能：屈服强度280MPa，抗拉强度390MPa，延伸率A80为33%，R90为1.5。
实施例6
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带厚度为2.5mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.04%，Si：0.01%，Mn：0.10%，P：0.018%，S：0.010%，ALs：0.060%，N：0.0030%，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）连铸工序：钢水冶炼后经连铸得连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.04%，Si：0.01%，Mn：0.10%，P：0.018%，S：0.010%，ALs：0.060%，N：0.0030%，其余为Fe及允许范围内的夹杂；
（2）热轧工序：钢带经过粗轧后，进入7机架精轧，钢带在精轧时各机架的热轧速度依次控制为1.5m/s、2.7m/s、4.0m/s、4.5m/s、6.5m/s、7.0m/s、7.5m/s；热轧板坯加热温度为1200℃，加热时间为200min，终轧温度850℃，卷取温度710℃；热轧带钢轧制规格为6.0×1270mm，抗拉强度270MPa、屈服强度232MPa、延伸率A80为41.0%；
（3）冷轧工序：冷轧速度为800m/min，冷轧后规格为2.5×1250mm，压缩比为58%；
（4）连续退火工序：生产线速度为80m/min，带钢的加热温度为620℃，带钢的均热温度770℃，光整拉矫延伸率为0.6%。
本实施例低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的性能：屈服强度162MPa，抗拉强度270MPa，延伸率A80为43%，R90为2.10。
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 (9)

1.一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括冶炼、连铸、热轧、冷轧、连续退火工序；所述热轧工序，热轧板坯加热温度为1050～1200℃，加热时间为70～200min，热轧终轧温度为810～850℃，卷取温度为710～750℃；所述冷轧工序，冷轧轧制速度控制在800～1200m/min。
2.根据权利要求1所述的一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，钢带经过粗轧后，进入7机架精轧，钢带在精轧时各机架的热轧速度依次控制在1.5～2.5m/s、2.7～3.5m/s、4.0～6.5m/s、4.5～8.5m/s、6.5～11.5m/s、7.0～14m/s、7.5～15m/s；所述热轧带钢抗拉强度270～400MPa、屈服强度≤330MPa、延伸率A80≥35.0%。
3.根据权利要求1所述的一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，其特征在于，所述冷轧工序，冷轧轧制厚度为0.5～2.5mm，压缩比58～82%。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，其特征在于，所述连续退火工序，钢带的生产线速度为80～210m/min。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，其特征在于，所述连续退火工序，加热段温度580～620℃，均热段温度770～790℃。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，其特征在于，所述连续退火工序，钢带光整拉矫延伸率为0.6～1.9%。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，其特征在于，所述生产方法生产的低碳钢带屈服强度≤280MPa，抗拉强度270～390MPa，延伸率A80≥33%，R90≥1.5。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，其特征在于，所述生产方法生产的低碳钢带厚度为0.5～2.5mm。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种低成本高冲压成形性冷轧退火低碳钢带的生产方法，其特征在于，所述生产方法生产的低碳钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.020～0.060%，Mn：0.10～0.50%，S≤0.015%，P≤0.022%，Si≤0.03%，Als：0.030～0.060%，N≤0.0050%，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
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