CN109518085A - 一种含磷高强if钢及其表面麻点缺陷的消除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含磷高强IF钢及其表面麻点缺陷的消除方法，属于轧钢技术领域。所述含磷高强IF钢的钢种化学质量百分比为：C 0.0060‑0.0080wt％，Si 0.10‑0.20wt％，Mn 1.1‑1.20wt％，P 0.075‑0.095wt％，S≤0.012wt％，Alt 0.025‑0.050wt％，Nb 0.010‑0.020wt％，Ti 0.050‑0.070wt％，B 0.0004‑0.0010wt％，N≤0.0040wt％。本发明含磷高强IF钢及其表面麻点缺陷的消除方法可以消除含磷高强IF钢连退产品表面发麻。

Description

一种含磷高强IF钢及其表面麻点缺陷的消除方法
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种一种含磷高强IF钢及其表面麻点缺陷的消除方法。
背景技术
含磷高强钢是通过在超深冲IF高强钢中添加适量的Si、P、Mn等固溶强化元素，其成分特点(1)超低碳；(2)微合金化；(3)固溶强化；(4)钢质纯净。在提高钢板强度的同时保持良好的深冲或超深冲性能，现在广泛用于汽车外板成形件或较复杂的内板成形件，有部分还用在可视件上，因而对此类钢种不仅要求有良好的力学性能，还要求表面质量良好，目视无明显缺陷。
但是，此类钢种出于性能考虑添加了Si、P元素，在这两个元素的相互作用下给表面质量控制带来极大困难，在热轧工程中容易产生氧化麻点缺陷。
发明内容
本发明提供一种含磷高强IF钢及其表面麻点缺陷的消除方法，解决了或部分解决了现有技术中含磷高强IF钢表面易出现麻点的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种含磷高强IF钢的钢种化学质量百分比为：C 0.0060-0.0080wt％，Si 0.10-0.20wt％，Mn 1.1-1.20wt％，P 0.075-0.095wt％，S≤0.012wt％，Alt 0.025-0.050wt％，Nb 0.010-0.020wt％，Ti 0.050-0.070wt％，B 0.0004-0.0010wt％，N≤0.0040wt％。
本发明主要合金元素作用说明：
碳：碳是提高材料强度最经济有效的元素。同时，采用较高的C可显著的提高材料的热成形后的强度。如C含量设计偏高，易引起中心偏析及焊接开裂等问题，因此，本发明确定采用的碳含量设定范围为0.0060-0.0080wt％。
硅：硅为固溶强化元素，有利于提高母材和热成形后材料的强度。如Si含量设计偏低，材料强度下降，但Si含量也不宜设计过高，避免出现材料脆性。因此，本发明添加硅含量为0.10-0.20wt％。
锰：锰具有固溶强化作用，是提高材料强度重要元素之一，但锰含量添加过高容易产生偏析并会降低材料韧性，恶化性能。对于IF钢应减轻中心偏析，避免钢板分层开裂，因此将Mn上限设定为1.20wt％，本发明添加锰含量为1.1-1.20wt％。
硫和磷：磷在钢中固溶强化和冷作硬化作用强。作为合金元素加入低IF钢中，能提高其强度和钢的耐大气腐蚀性能。磷与硫和锰联合使用，能增加钢的被切削性能，增加加工件的表面质量，用于易切削钢，所以易切削钢含磷也比较高。但是，硫和磷元素过高会对材料韧性和塑性有不利影响。本发明限定了硫含量应控制在0.012wt％以内，磷含量应控制在0.075-0.095wt％。
铝：铝为脱氧元素，同时具有一定的晶粒细化效果。本发明限定了铝含量为0.025-0.050wt％。
铌：Nb(CN)在奥氏体中的形变诱导析出来抑制奥氏体再结晶，以达到细化铁素体晶粒的目的，Nb(CN)在在奥氏体中的形变诱导析出来以及在铁素体中的脱溶析出都可以起到一定的沉淀强化作用，因此，通过Nb与钢中的C、N原子结合，形成Nb(CN)析出相来抑制再结晶及形成沉淀强化来提高强度。本发明限定了铌含量为0.010-0.020wt％。
钛：钛是强碳氮化物形成元素，与C、N元素有很强的亲和力，当它们生成细小弥散的TiC、TiN时可产生强烈的沉淀强化效果，并能细化晶粒，提高钢的硬度、强度。本发明限定了钛含量为0.050-0.070wt％。
硼：B是增加钢的淬透性，其影响效果比Cr、Mn和其它合金元素的作用大的多，应用微量的B可节约大量合金元素。本发明限定了硼含量为0.0004-0.0010wt％。
氮：在奥氏体钢中氮处于固溶态，其作用有：(1)稳定奥氏体，氮的加入提高了奥氏体相对于马氏体的稳定性，氮对马氏体和相变马氏体均有抑制作用；(2)强化材料性能，氮的加入提高了奥氏体钢的屈服强度而不降低材料韧性；特别是可以通过冷加工进一步提高强度，高氮奥氏体钢之所以具有高的加工硬化率，是由于高氮含量降低了堆垛层错能，造成稳定的位错排列；(3)改善材料的耐腐蚀性能，氮的加入可改善奥氏体钢耐各种腐蚀，包括点蚀、应力腐蚀和晶间腐蚀的性能，由于氮的存在，在金属表面形成了一层富氮钝化膜而抗腐蚀；此外，氮的引入，抑制了碳化物的析出，从而避免因碳化物的析出而引起的晶间腐蚀，同时，氮的存在也有益于奥氏体钢的蠕变和疲劳性能。因此，本发明限定氮含量范围为0.0040wt％。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种含磷高强IF钢表面麻点缺陷的消除方法包括以下步骤：对板坯加热后进行出炉，将出炉温度控制为1180-1220℃；对加热后的所述板坯进行粗轧、精轧，获得带钢，将终轧温度控制为870-900℃；对所述板坯进行卷取，将卷取温度控制为650-670℃；对板坯进行酸洗；对所述板坯进行退火，将退火的温度控制为780-800℃，退火的速度控制为80mpm。
进一步地，将酸洗的速度控制为80-150m/min。
进一步地，将退火的温度控制为780-800℃，退火的速度控制为80mpm。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于板坯出炉温度影响原始奥氏体组织，进而影响热卷微观组织的大小和均匀性，终轧和卷取温度影响热卷微观组织的再结晶程度以及晶粒长大程度和均匀性，而热卷微观组织情况会进一步的影响后续冷轧过程中表层金属的变形能力，从而影响表面质量，板坯加热过程中会发生奥氏体形核和长大以及析出物的回溶，出炉温度过高容易造成奥氏体晶粒的粗大，影响后续热卷成品的晶粒尺寸和均匀性，进而影响表层质量和力学性能出炉温度过低容易造成析出物回溶不彻底引起后续开裂，终轧温度和卷取温度对于控制热卷成品组织和析出物分布影响显著，需要合理匹配才能得到良好的力学性能和表面质量，所以，对板坯加热后进行出炉，将出炉温度控制为1180-1220℃，对加热后的板坯进行粗轧、精轧，获得带钢，将终轧温度控制为870-900℃，对板坯进行卷取，将卷取温度控制为650-670℃，可以得到良好力学性能的同时，可以提高热卷表层和心部组织的均匀性，提高表层强度，避免冷轧过程中出现表层开裂，同时还可以改善氧化铁皮和基体截面的平直度，避免酸洗后出现表层粗糙，由于对板坯进行酸洗，所以，通过酸洗的侵蚀去除热卷表面的氧化铁皮，由于退火工序的作用是将冷轧带钢加热到一定温度使冷硬组织发生回复再结晶，从而得到需要的力学性能，其中影响最大的两个参数为退火温度和退火速度，连退炉中不可避免的会存在残氧和水蒸汽，容易造成带钢表面的氧化，恶化表面质量，所以，对板坯进行退火，可以在保证力学性能的前提下得到良好的表面质量，避免出现表面发麻缺陷。
附图说明
图1为本发明实施例提供的含磷高强IF钢表面麻点缺陷的消除方法的流程示意图。
图2为热轧参数改进前带钢表面质量示意图；
图3为热轧参数改进后带钢表面质量示意图；
图4为改进前钢热卷氧化铁皮和基体界面；
图5为改进后钢热卷氧化铁皮和基体界面；
图6为酸洗参数改进前带钢表面质量示意图；
图7为酸洗参数改进后带钢表面质量示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种含磷高强IF钢的钢种化学质量百分比为：C0.0060-0.0080wt％，Si 0.10-0.20wt％，Mn 1.1-1.20wt％，P 0.075-0.095wt％，S≤0.012wt％，Alt 0.025-0.050wt％，Nb 0.010-0.020wt％，Ti0.050-0.070wt％，B 0.0004-0.0010wt％，N≤0.0040wt％。
参见图1，一种含磷高强IF钢表面麻点缺陷的消除方法包括以下步骤：
步骤1，对化学质量百分比如权利要求1的板坯加热后进行出炉，将出炉温度控制为1180-1220℃。
步骤2，对加热后的板坯进行粗轧、精轧，获得带钢，将终轧温度控制为870-900℃。
步骤3，对板坯进行卷取，将卷取温度控制为650-670℃。
步骤4，对板坯进行酸洗。
步骤5，对板坯进行退火。
详细介绍步骤4。
将酸洗的速度控制为80-150m/min，酸洗工序的作用是通过酸洗的侵蚀去除热卷表面的氧化铁皮，酸洗工序的主要参数有酸液浓度、酸洗温度和酸洗速度，其中酸洗速度调整最为便利，实验表明，对含磷高强IF钢表面发麻缺陷影响最大的酸洗参数为酸洗速度，通过合理控制酸洗速度可以适应多种酸液浓度和温度的工况条件，从而提高本申请的适用性。对本申请中的含磷高强IF钢，酸洗速度应控制在80-150m/min，可以获得最优的酸洗效果。
详细介绍步骤5。
将退火的温度控制为780-800℃，退火的速度控制为80mpm。退火工序的作用是将冷轧带钢加热到一定温度使冷硬组织发生回复再结晶，从而得到需要的力学性能，其中影响最大的两个参数为退火温度和退火速度。连退炉中不可避免的会存在残氧和水蒸汽，容易造成带钢表面的氧化，恶化表面质量，综合考虑力学性能和表面质量，不同成分的带钢都会有不同的退火参数要求。对本申请中的的含磷高强IF钢，退火工艺炉区温度控制范围780-800℃，工艺速度控制不低于80mpm，可以在保证力学性能的前提下得到良好的表面质量，避免出现表面发麻缺陷。
为了更清楚本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
由于板坯出炉温度影响原始奥氏体组织，进而影响热卷微观组织的大小和均匀性，终轧和卷取温度影响热卷微观组织的再结晶程度以及晶粒长大程度和均匀性，而热卷微观组织情况会进一步的影响后续冷轧过程中表层金属的变形能力，从而影响表面质量，板坯加热过程中会发生奥氏体形核和长大以及析出物的回溶，出炉温度过高容易造成奥氏体晶粒的粗大，影响后续热卷成品的晶粒尺寸和均匀性，进而影响表层质量和力学性能出炉温度过低容易造成析出物回溶不彻底引起后续开裂，终轧温度和卷取温度对于控制热卷成品组织和析出物分布影响显著，需要合理匹配才能得到良好的力学性能和表面质量，所以，对板坯加热后进行出炉，将出炉温度控制为1180-1220℃，对加热后的板坯进行粗轧、精轧，获得带钢，将终轧温度控制为870-900℃，对板坯进行卷取，将卷取温度控制为650-670℃，可以得到良好力学性能的同时，可以提高热卷表层和心部组织的均匀性，提高表层强度，避免冷轧过程中出现表层开裂，同时还可以改善氧化铁皮和基体截面的平直度，避免酸洗后出现表层粗糙。
酸洗工序的作用是通过酸洗的侵蚀去除热卷表面的氧化铁皮，酸洗工序的主要参数有酸液浓度、酸洗温度和酸洗速度，其中酸洗速度调整最为便利，实验表明，对含磷高强IF钢表面发麻缺陷影响最大的酸洗参数为酸洗速度，通过合理控制酸洗速度可以适应多种酸液浓度和温度的工况条件，从而提高本申请的适用性。对本申请中的含磷高强IF钢，酸洗速度应控制在80-150m/min，可以获得最优的酸洗效果。
退火工序的作用是将冷轧带钢加热到一定温度使冷硬组织发生回复再结晶，从而得到需要的力学性能，其中影响最大的两个参数为退火温度和退火速度。连退炉中不可避免的会存在残氧和水蒸汽，容易造成带钢表面的氧化，恶化表面质量，综合考虑力学性能和表面质量，不同成分的带钢都会有不同的退火参数要求。对本申请中的的含磷高强IF钢，退火工艺炉区温度控制范围780-800℃，工艺速度控制不低于80mpm，可以在保证力学性能的前提下得到良好的表面质量，避免出现表面发麻缺陷。
实施例1：热轧关键参数的影响
含磷高强IF钢，规格3mm*1000mm，两组热轧关键参数设定如表1所示。其中2#为采用本申请改进后的参数，1#为改进前的参数。对比两种带钢热卷表面质量，如图2-3所示，可见2-4#带钢表面质量良好，而1#带钢表面存在发麻缺陷。对比两种带钢表层氧化铁皮和基体界面情况，如图4-5所示，可见2-4#带钢界面平直，而1#带钢界面更为粗糙，呈犬牙交错状。
表1两组热轧参数对比
带钢编号 出炉温度℃ 终轧温度℃ 卷取温度℃
1 1250 920 690
2 1180 870 650
3 1200 880 660
4 1220 900 670
实施例二：酸洗参数的影响
含磷高强IF钢，规格3mm*1000mm，两组带钢酸洗关键参数设定如表2所示。其中6-8#为本申请改进后的参数，5#为改进前的参数。现场直接对比两种带钢酸洗卷表面质量，参见图7，可见6-8#带钢表面质量良好，参见图6，而5#带钢表面存在发黄和发麻缺陷。
表2两组酸洗参数对比
带钢编号 酸洗速度m/min
5 60
6 80
7 100
8 150
实施例3：连退参数的影响
含磷高强IF钢，规格3mm*1000mm，两组带钢连退关键参数设定如表3所示。其中10-12#为本申请改进后的参数，9#为改进前参数。现场直接对比两种带钢连退卷表面质量，可见10-12#带钢表面质量良好，消除了表面发麻缺陷，而9#带钢表面存在明显发麻缺陷。
表3两组连退参数对比
带钢编号 退火温度℃ 退火速度m/min
9 820 70
10 780 90
11 790 90
12 800 100
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种含磷高强IF钢，其特征在于，所述IF钢的钢种化学质量百分比为：C 0.0060-0.0080wt％，Si 0.10-0.20wt％，Mn 1.1-1.20wt％，P 0.075-0.095wt％，S≤0.012wt％，Alt 0.025-0.050wt％，Nb 0.010-0.020wt％，Ti 0.050-0.070wt％，B 0.0004-0.0010wt％，N≤0.0040wt％。
2.一种含磷高强IF钢表面麻点缺陷的消除方法，基于权利要求1所述的含磷高强IF钢，其特征在于，所述磷高强IF钢表面麻点缺陷的消除方法包括以下步骤：
对化学质量百分比如权利要求1的板坯加热后进行出炉，将出炉温度控制为1180-1220℃；
对加热后的所述板坯进行粗轧、精轧，获得带钢，将终轧温度控制为870-900℃；
对所述板坯进行卷取，将卷取温度控制为650-670℃；
对所述板坯进行酸洗；
对所述板坯进行退火。
3.根据权利要求2所述的消除含磷高强IF钢表面麻点缺陷的方法，其特征在于：
将酸洗的速度控制为80-150m/min。
4.根据权利要求2所述的消除含磷高强IF钢表面麻点缺陷的方法，其特征在于：
将退火的温度控制为780-800℃，退火的速度控制为80mpm。
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