CN109136755B

CN109136755B - 一种汽车用冷轧高强度钢及其生产方法

Info

Publication number: CN109136755B
Application number: CN201811012056.3A
Authority: CN
Inventors: 刘朋成; 刘妍; 宿成; 刘恩泽; 吴明明; 武利平; 孙婷婷
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2038-08-31
Also published as: CN109136755A

Abstract

本发明公开了一种汽车用冷轧高强度钢及其生产方法，所述高强度钢的化学成分以及质量百分比为：C≤0.006；Si：0.10～0.20；Mn：0.50～0.80；P：0.06～0.10；S≤0.005；Al≤0.040；Ti：0.040～0.060；N≤50ppm；其余为Fe及不可避免夹杂，该生产方法依次通过高炉铁水，转炉冶炼，RH精炼，板坯连铸，热轧，冷轧，本发明的利用P、Si和Mn固溶强化，以及Ti和C、N析出强化提高强度，保证较高断后延伸率的同时提高抗拉强度，同时保证较高的断后伸长率和良好的冲压性能。

Description

一种汽车用冷轧高强度钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及冶金材料领域，尤其涉及一种汽车用冷轧高强度钢及其生产方法。

背景技术

目前国内外汽车快速发展和环境问题日趋重视，汽车的节能型和安全性倍受行业关注。汽车节能的重要环节重点使用高强板减少车身重量，铝镇静钢生产的高强钢可以达到使用的强度要求，但是在冲压性能存在不足。

中国发明专利(申请号：CN201310442711X，申请日：2013-09-25)公开了一种440MPa级冷轧高强度汽车结构钢及其制造方法，其化学成分重量百分比为：碳：0.06％～0.12、硅≤0.25、锰：1.0～1.4、铝：0.015～0.060、磷≤0.02、硫≤0.01，余量为Fe及不可避免杂质元素，再配合冶炼、连铸、热轧、酸洗冷轧、连续退火、平整和成品等工艺流程的控制，得到的440MPa级冷轧高强度汽车结构钢。该发明为实现上述制造方法，选择通过增加碳元素和锰元素的含量，减少合金元素，虽然降低了生成成本，但是碳元素含量较高，制备得到的产品后期焊接性能不好。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种汽车用冷轧高强度钢及其生产方法，利用P、Si和Mn固溶强化，以及Ti和C、N析出强化提高强度，保证较高断后延伸率的同时提高抗拉强度，同时保证较高的断后伸长率和良好的冲压性能。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种汽车用冷轧高强度钢，所述高强度钢的化学成分以及质量百分比为：C≤0.006；Si：0.10～0.20；Mn：0.50～0.80；P：0.06～0.10；S≤0.005；Al≤0.040；Ti：0.040～0.060；N≤50ppm；其余为Fe及不可避免夹杂。

进一步的，所述高强度钢的化学成分以及质量百分比为：C：0.002～0.006；Si：0.15～0.20；Mn：0.50～0.80；P：0.08～0.10；S≤0.005；Al≤0.040；Ti：0.040～0.050；N≤50ppm；其余为Fe及不可避免夹杂。

一种汽车用冷轧高强度钢的生产方法，该生产方法依次通过高炉铁水，转炉冶炼，RH精炼，板坯连铸，热轧，冷轧，

所述转炉冶炼过程中，出钢温度为1600～1630℃，钢水中：P≤0.010％(质量百分比)，S≤0.010％(质量百分比)；

所述RH精炼过程中，RH循环大于3分钟，调成分完毕后确保真空循环大于3min后测温、取样；

所述板坯连铸过程中，钢水进中包温度控制在1560～1590℃，连铸过热度ΔT≤30～45℃，拉速为0.90～1.10m/min。

进一步的，板坯加热、高压水除鳞、定宽压力机、E1R1粗轧机轧制、E2R2粗轧机轧制、飞剪、高压水除鳞、F1～F7精轧机轧制、加密型层流冷却、卷取、托盘运输系统、取样、检验，

所述板坯加热过程中，采用步进式加热炉加热板坯，加热温度为1150～1220℃；加热时间≥130min；均热温度为1180℃～1220℃；均热时间为30～60min；出炉温度为1180～1240℃；

所述E2R2粗轧机轧制过程中，粗轧终轧温度为980～1100℃；

所述F1～F7精轧机轧制过程中，精轧开轧温度为980～1050℃；精轧终轧温度860～920℃；

所述过程中，卷取温度为600～640℃。

进一步的，所述冷轧的过程包括：酸轧开卷、焊接、拉矫、酸洗、漂洗、烘干、切边、连轧机冷轧、分切、卷取、离线检查、称重、标识、打捆、包装、入库、连退开卷、焊接、清洗、入口活套、退火炉、出口活套、平整、检查活套、切边、表面检查、涂油、卷取、称重、取样、检验，

所述退火炉退火过程中采用立式连续退火炉，加热和均热段出口温度为760～800℃；缓冷段出口温度为580～630℃；快冷段出口温度为300～360℃；过时效段温度为200～350℃；终冷段出口温度≤150℃；工艺段段速为130～160m/min；

所述平整过程中，平整机的延伸率为0.8～1.2％。

进一步的，所述高强度钢的厚度为0.6～1.8mm，屈服强度为240～280Mpa，抗拉强度为415～440Mpa，伸长率为33～38％,屈强比为0.60～0.65。

本发明的一种汽车用冷轧高强度钢及其生产方法，利用P、Si和Mn固溶强化，以及Ti和C、N析出强化提高强度，保证较高断后延伸率的同时提高抗拉强度，同时保证较高的断后伸长率和良好的冲压性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

一种汽车用冷轧高强度钢，型号为SPFC390，其化学成分以及质量百分比为：C≤0.006；Si：0.10～0.20；Mn：0.50～0.80；P：0.06～0.10；S≤0.005；Al≤0.040；Ti：0.040～0.060；N≤50ppm；其余为Fe及不可避免夹杂。

一种汽车用冷轧高强度钢生产方法包括：高炉铁水→转炉冶炼→RH精炼→板坯连铸→热轧→冷轧。

转炉冶炼采用KR预脱硫铁水，硅铁、锰铁、铌铁和钛铁合金脱氧合金化，钢水全过程吹氩搅拌。

RH循环3分钟以上后加入金属锰、磷铁、钛铁等合金调整成分，调成分完毕后确保真空循环3min后测温、取样，连铸过热度ΔT≤30～45℃。

热轧工艺：板坯加热→高压水除鳞→定宽压力机→E1R1粗轧机轧制→E2R2粗轧机轧制→飞剪→高压水除鳞→F1～F7精轧机轧制→加密型层流冷却→卷取→托盘运输系统→取样、检验。其中板坯加热温度为1200±20℃；加热时间≥130min；粗轧模式采用3+3；精轧终轧温度860～900℃，卷取温度为600～640℃。

冷轧工艺：酸轧开卷→焊接→拉矫→酸洗→漂洗→烘干→切边→连轧机冷轧→分切→卷取→离线检查→称重→标识→打捆→包装→入库→连退开卷→焊接→清洗→入口活套→退火炉→出口活套→平整→检查活套→切边→表面检查→涂油→卷取→称重→取样、检验。退火工艺参数：加热和均热段出口温度760～800℃，缓冷段出口温度580～630℃，快冷段出口温度300～360℃，过时效段温度200～350℃，终冷段出口温度≤150℃，平整机延伸率0.8～1.2％。

下面对一些具体的工艺做说明。

1.冶炼工艺

1.1转炉冶炼：铁水经预处理脱硫进行转炉冶炼，吹氧脱碳升温，冶炼后期加入硅铁、锰铁脱氧合金化，控制P、S成分，防止钢液过氧化，出钢温度1600～1630℃，转炉出钢[P]≤0.010％，[S]≤0.010％。

1.2精炼：RH钢水就位成分及温度进行脱碳处理，脱碳结束后，根据定氧情况加入脱氧以及成分铝粒，循环3分钟以上后加入金属锰、磷铁、钛铁等合金调整成分。调成分完毕后确保真空循环3min后测温、取样。

1.3连铸：钢水进中包温度控制在1560-1590℃，过热度30～45℃，拉速控制在0.90-1.10m/min。

2热轧工艺

采用步进式加热炉加热铸坯(加热工艺见表1)，粗轧采用双机架R1和R2往返式轧制，采用的粗轧模式为3+3，精轧采用F1～F7连轧工艺，具体热轧工艺见表2。

表1铸坯加热制度

表2轧制工艺

3退火工艺

退火使用立式连续退火炉，炉内采用还原性气氛和氮氢混合保护气氛冷却。加热炉各段出口温度控制情况见表3，平整机延伸率不同厚度控制情况见表4。

表3退火工艺

表4退火工艺

成品厚度mm(H)	平整机延伸率％
		1.0≥H≥0.5	0.8
1.5＞H＞1.0	1.0
		1.8≥H≥1.5	1.2

4实施例分析

4.1炼钢成分

根据以上的炼钢工艺要求，实际板坯化学成分(质量百分比)如下表5所示。

表5实例化学成分

4.2热轧性能

按照以上设计化学成分和热轧工艺，热轧板室温拉伸性能见表6，试验方法参照GB/T 228.1和GB/T 229。

表6热轧拉伸性能

屈服强度ReL/Mpa	抗拉强度Rm/Mpa	断后伸长率A80％
			350～400	430～450	33～36

4.3成品性能

在上述热轧性能的基础上进行冷轧和退火，成品的室温拉伸力学性能见表7，金相组织为等轴铁素体，晶粒度11级。

表7成品拉伸性能

冷轧高强钢SPFC390在无间隙原子钢的基础上加入P、Si和Mn固溶强化元素，提高钢板的强度，同时具有无间隙原子钢的良好的成型性能。该系列钢种与现代汽车发展比较吻合，使用量较大。但是这种钢的技术含量较高，生产难度大。

本发明的优点在于：

本发明介绍一种汽车用冷轧高强钢SPFC390的制备工艺和方法，采用在无间隙原子钢的基础添加P、Si和Mn元素设计思路，通过控制热轧、酸轧和退火工艺，实现成品性能的低屈强比和高断后伸长率。

目前此发明可以实现全流程批量生产，每月销售量1000吨左右，按照每年12000吨计算，目前销售价格5400元/吨，吨钢盈利约900～1200元，每年可创造经济效益1200万元。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种汽车用冷轧高强度钢，其特征在于：所述高强度钢的化学成分以及质量百分比为：C：0.002；Si：0.15～0.20；Mn：0.50～0.80；P：0.08～0.10；S≤0.005；Al≤0.040；Ti：0.040～0.050；N≤50ppm；其余为Fe及不可避免夹杂；

所述汽车用冷轧高强度钢的生产方法依次通过高炉铁水，转炉冶炼，RH精炼，板坯连铸，热轧，冷轧：

所述转炉冶炼过程中，出钢温度为1600～1630℃，钢水中：P≤0.010％，S≤0.010％；

所述RH精炼过程中，RH循环大于3分钟，之后加入金属锰、磷铁、钛铁合金调整成分，调成分完毕后确保真空循环大于3min后测温、取样；

所述板坯连铸过程中，钢水进中包温度控制在1560～1590℃，连铸过热度ΔT≤30～45℃，拉速为0.90～1.10m/min；

所述热轧的过程包括：板坯加热、高压水除鳞、定宽压力机、E1R1粗轧机轧制、E2R2粗轧机轧制、飞剪、高压水除鳞、F1～F7精轧机轧制、加密型层流冷却、卷取、托盘运输系统、取样、检验：

所述E2R2粗轧机轧制过程中，粗轧终轧温度为980～1100℃；

所述卷取过程中，卷取温度为600～640℃；

所述冷轧的过程包括：酸轧开卷、焊接、拉矫、酸洗、漂洗、烘干、切边、连轧机冷轧、分切、卷取、离线检查、称重、标识、打捆、包装、入库、连退开卷、焊接、清洗、入口活套、退火炉、出口活套、平整、检查活套、切边、表面检查、涂油、卷取、称重、取样、检验：

所述平整过程中，平整机的延伸率为0.8～1.2％；

所述高强度钢的厚度为0.6～1.8mm，屈服强度为240～280MPa ，抗拉强度为415～440MPa ，伸长率为33～38％,屈强比为0.60～0.65；

所述汽车用冷轧高强度钢的金相组织为等轴铁素体，晶粒度11级。