CN109355583A - 一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带及其生产方法 - Google Patents

一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带及其生产方法，所述钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.10%，Mn：0.80～1.50%，S≤0.010%，P≤0.015%，Si≤0.05%，Als：0.030～0.060%，Nb：0.030～0.070%，其余为Fe及不可避免的杂质；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，精轧入口温度为1090～1110℃，终轧温度为880～900℃，精轧7道次轧制中，后3道次单道次压下率控制在40～55%。本发明基于现有工艺进行创新，无需添加额外化学元素，具有低成本、易生产的优点。

Description

一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带及其生产方法。
背景技术
近年来，随着汽车轻量化技术的发展，高强钢在汽车用钢中所占比例越来越高。低合金高强钢（HSLA）以其良好的强韧性、易成形性和焊接性而广泛应用于汽车结构件及加强件的冲压。
在实际应用过程中，合金板材力学性能的平面各向异性给其使用带来许多局限，如在工程设计时，从安全性角度出发，通常以板材性能较低的方向作为设计依据；以冲压加工为主的汽车板用高强钢，力学性能的平面各向异性是冲压开裂的重要原因之一，为了提高冲压成材率，在冲压前的剪切、落料等环节都需要考虑方向性，使冲压流程复杂性大大增加。
因此，有必要在现有生产工艺基础上进行创新，开发一种具有低各向异性的低合金高强钢，实现低合金高强钢各向异性的改善，满足用户使用要求，增强产品市场竞争力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带，所述钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.10%，Mn：0.80～1.50%，S≤0.010%，P≤0.015%，Si≤0.05%，Als：0.030～0.060%，Nb：0.030～0.070%，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明所述钢带厚度规格为0.8～2.5mm。
本发明所述钢带成品0°、45°和90°方向屈服强度最大差≤35MPa。
本发明所述钢带90°方向力学性能：屈服强度380～550MPa，抗拉强度450～680MPa，伸长率A80≥15%。
本发明还提供了一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带的生产方法，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，精轧入口温度为1090～1110℃，终轧温度为880～900℃，精轧7道次轧制中，后3道次单道次压下率控制在40～55%，卷取温度为600～620℃。
本发明所述冷轧工序，冷轧轧制厚度为0.8～2.5mm，压缩比为50～68%。
本发明所述连续退火工序，均热段温度810～840℃，生产线速度为60～180m/min。
本发明所述热轧工序，精轧入口温度为1095～1105℃。
本发明所述热轧工序，终轧温度为885～895℃，精轧7道次轧制中，后3道次单道次压下率控制在40～55%，卷取温度为600～620℃。
本发明所述热轧工序，卷取温度为605～617℃。
本发明设计思路：
钢板性能各向异性与晶体学织构关系密切。对于低碳类钢板，轧制退火后的成品织构通常以α和γ织构为主，α织构中的{112}<110>织构导致90°方向上强度偏高，是钢板力学性能各向异性增大的原因。因此，减弱{112}<110>织构是改善钢板力学性能各向异性的有效途径。钢板的成品织构来源于热轧、冷轧及退火过程中的织构遗传，其中，热轧织构对成品织构具有决定性的作用。对于低碳低合金钢中，热轧阶段可以分为再结晶区轧制、未再结晶区轧制。{112}<110>织构主要来源于未再结晶区轧制阶段，轧制温度越低，{112}<110>织构越强。因此，适当提高精轧温度以及终轧温度，可以使热轧未再结晶区温度提高，从而达到减弱{112}<110>织构的目的，同时，轧制温度的提高可获得更多{001}<110>取向晶粒，这种晶粒在后续的冷轧和退火后得到一定保留，对于降低力学性能各向异性有益。
在提高终轧温度的情况下，虽然有利于{112}<110>织构的减弱，但也会导致钢板强度下降。为了弥补这一不足，需要在精轧过程中保证后几道次压下率不小于40%，在热轧末阶段产生足够的形变储能，促进形变诱导析出的发生，避免提高终轧温度带来的强度下降。
本发明低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品标准参考GB/T 20564.4-2010；产品力学性能检测方法标准参考GB/T 228-2010；不同拉伸方向屈服强度最大差值表征各向异性，拉伸强度的检测标准参考GB/T 228-2010。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明基于现有工艺进行创新，无需添加额外化学元素，具有低成本、易生产的优点。2、本发明冷轧退火低合金高强钢带成品0°、45°和90°方向强度差≤35MPa。
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
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为0.8mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1090℃，终轧温度为880℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为55%、52%、43%，卷取温度为600℃，热轧带钢轧制规格为2.5×1260mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为0.8×1250mm，压缩比为68%；
（4）连续退火工序：生产线速度为180m/min，带钢的均热温度为810℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为24MPa；90°方向力学性能：屈服强度380MPa，抗拉强度450MPa，伸长率A80为22%。
实施例2
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为1.2mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1100℃，终轧温度为890℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为51%、50%、50%，卷取温度为610℃，热轧带钢轧制规格为3.0×1260mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为1.2×1250mm，压缩比为60%；
（4）连续退火工序：生产线速度为140m/min，带钢的均热温度为830℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为22MPa；90°方向力学性能：屈服强度395MPa，抗拉强度470MPa，伸长率A80为21.5%。
实施例3
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为1.5mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1100℃，终轧温度为890℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为50%、48%、46%，卷取温度为620℃，热轧带钢轧制规格为3.5×1290mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为1.5×1250mm，压缩比为57%；
（4）连续退火工序：生产线速度为120m/min，带钢的均热温度为840℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为25MPa；90°方向力学性能：屈服强度410MPa，抗拉强度490MPa，伸长率A80为21%。
实施例4
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为1.8mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1100℃，终轧温度为900℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为45%、45%、40%，卷取温度为620℃，热轧带钢轧制规格为4.5×1190mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为1.8×1150mm，压缩比为60%；
（4）连续退火工序：生产线速度为90m/min，带钢的均热温度为840℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为28MPa；90°方向力学性能：屈服强度435MPa，抗拉强度550MPa，伸长率A80为20.5%。
实施例5
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为2.0mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1110℃，终轧温度为900℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为45%、40%、40%，卷取温度为620℃，热轧带钢轧制规格为5.0×1190mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为2.0×1150mm，压缩比为60%；
（4）连续退火工序：生产线速度为80m/min，带钢的均热温度为840℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为35MPa；90°方向力学性能：屈服强度450MPa，抗拉强度580MPa，伸长率A80为19.5%。
实施例6
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为1.8mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1110℃，终轧温度为892℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为45%、45%、40%，卷取温度为620℃，热轧带钢轧制规格为4.5×1190mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为1.8×1150mm，压缩比为60%；
（4）连续退火工序：生产线速度为90m/min，带钢的均热温度为840℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为30MPa；90°方向力学性能：屈服强度500MPa，抗拉强度630MPa，伸长率A80为17%。
实施例7
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为2.5mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1090℃，终轧温度为880℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为45%、40%、40%，卷取温度为620℃，热轧带钢轧制规格为5.0×1390mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为2.5×1350mm，压缩比为50%；
（4）连续退火工序：生产线速度为60m/min，带钢的均热温度为840℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为25MPa；90°方向力学性能：屈服强度510MPa，抗拉强度640MPa，伸长率A80为17.5%。
实施例8
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为1.0mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1095℃，终轧温度为885℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为45%、40%、40%，卷取温度为605℃，热轧带钢轧制规格为2.5×1260mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为1.0×1250mm，压缩比为60%；
（4）连续退火工序：生产线速度为160m/min，带钢的均热温度为815℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为30MPa；90°方向力学性能：屈服强度530MPa，抗拉强度660MPa，伸长率A80为16%。
实施例9
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为1.4mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1105℃，终轧温度为895℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为48%、45%、45%，卷取温度为617℃，热轧带钢轧制规格为4.0×1190mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为1.4×1150mm，压缩比为65%；
（4）连续退火工序：生产线速度为130m/min，带钢的均热温度为825℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为32MPa；90°方向力学性能：屈服强度550MPa，抗拉强度680MPa，伸长率A80为15%。
实施例10
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带厚度为2.2mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火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：钢水冶炼后经连铸工序得到连铸坯，连铸坯化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）热轧工序：精轧入口温度为1097℃，终轧温度为883℃，精轧7道次轧制中，后三道次压下率分别为45%、40%、40%，卷取温度为615℃，热轧带钢轧制规格为5.0×1390mm；
（3）冷轧工序：冷轧后规格为2.2×1350mm，压缩比为56%；
（4）连续退火工序：生产线速度为70m/min，带钢的均热温度为835℃。
本实施例低各向异性低合金高强冷轧退火钢带产品0°、45°和90°方向屈服强度最大差为35MPa；90°方向力学性能：屈服强度520MPa，抗拉强度650MPa，伸长率A80为16.5%。
表1 实施例1-10 钢带和连铸坯化学成分组成及质量百分含量（%）
表1中成分余量为Fe及不可避免的杂质。
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 (10)

1.一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带，其特征在于，所述钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.10%，Mn：0.80～1.50%，S≤0.010%，P≤0.015%，Si≤0.05%，Als：0.030～0.060%，Nb：0.030～0.070%，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带，其特征在于，所述钢带厚度规格为0.8～2.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带，其特征在于，所述钢带成品0°、45°和90°方向屈服强度最大差≤35MPa。
4.根据权利要求1所述的一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带，其特征在于，所述钢带90°方向力学性能：屈服强度380～550MPa，抗拉强度450～680MPa，伸长率A80≥15%。
5.基于权利要求1-4任意一项所述的一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带的生产方法，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，精轧入口温度为1090～1110℃，终轧温度为880～900℃，精轧7道次轧制中，后3道次单道次压下率控制在40～55%，卷取温度为600～620℃。
6.根据权利要求5所述的一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带的生产方法，其特征在于，所述冷轧工序，冷轧轧制厚度为0.8～2.5mm，压缩比为50～68%。
7.根据权利要求5所述的一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带的生产方法，其特征在于，所述连续退火工序，均热段温度810～840℃，生产线速度为60～180m/min。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，精轧入口温度为1095～1105℃。
9.根据权利要求5-7任意一项所述的一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，终轧温度为885～895℃，精轧7道次轧制中，后3道次单道次压下率控制在40～55%，卷取温度为600～620℃。
10.根据权利要求5-7任意一项所述的一种低各向异性低合金高强冷轧退火钢带的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，卷取温度为605～617℃。
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