CN109913754A

CN109913754A - 一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢及生产方法

Info

Publication number: CN109913754A
Application number: CN201910221568.9A
Authority: CN
Inventors: 杨奕; 李名钢; 周文强; 刘祥东
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2019-06-21
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: CN109913754B

Abstract

一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢，其组分及wt%为：C 0.001‑0.003%，Si 0.07‑0.10%，Mn 0.70‑0.90%，Als 0.020‑0.045%，P 0.060‑0.075%，S≤0.010，B 0.0005‑0.0013%，特别是Nb不超过0.02%，Ti不超过0.03%。生产工艺：经常规冶炼并浇铸成坯；粗轧及精轧；分段冷却至卷取温度；热轧板卷取；酸洗；冷轧；冷轧板卷取。本发明能在保证钢板使用力学的前提下，还能使力学性能波动较小，提高冷轧轧制率不低于20%，即其轧制速度可以稳定在500m/min以上，厚度精度可以控制在15μm以内，带钢轧制过程稳定，减少了带钢厚度波动较大稳定，板形也得到极大改善。

Description

一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢及生产方法

技术领域

本发明涉及一种冷轧合金钢及生产方法，确切地属于IF冷轧钢及生产方法。

背景技术

汽车工业是工业发达国家中的支柱产业，也是钢铁企业最大的用户，在节能、环保、安全及可持续发展的要求下，汽车厂商对汽车用钢的质量提出了更高的要求。高强IF有着较高的性能和较好的深冲性能也得到了更多的性能，但是由于高强IF钢为了提升强度添加了较多的Nb、Ti等合金元素，但较多的Nb、Ti合金元素的添加会导致热轧过程中Nb、Ti析出等问题造成强度波动较大。板形较差，导致在五机架酸轧连轧生产造成厚度波动较大，轧制速度不高，轧制过程不稳定等现象，严重制约了冷轧的高效、稳定生产。

目前关于高强IF钢生产的专利主要集中于钢种的开发方面，如经检索的：

中国专利号为CN200680015391.8的文献，其公开了一种“具有优良的可成形性的冷轧钢板及其制造方法”，其组分的组成及含量：小于或等于0.01％的C、0.01-0.2％的Cu、0.005-0.08％的S、小于或等于0.1％的Al、小于或等于0.004％的N、小于或等于0.2％的P、0.0001-0.002％的B、0.005-0.15％的Ti，以及余量的Fe和其它不可避免的杂质，所述组成满足以下关系式：1≤(Cu/63.5)/(S*/32)≤30，S*＝S-0.8×(Ti-0.8×(48/14)×N)×(32/48)，所述钢板包含平均粒度小于或等于0.2μm的CuS沉淀物。

中国专利号为CN200810119821.1的文献，其公开了“一种440MPa含铌高强IF钢及其制备方法，其化学成分及重量百比为：C：0.005％～0.007％、Si：0.02％～0.03％、Mn：1.2％～2.1％、P＜0.08％、S＜0.006％、N≤0.003％、Nb：0.05％～0.11％、B：0.0005％～0.002％、Cr：0.2％～0.5％、Ti：0.005％～0.01％、Al：0.01％～0.04％、其余为Fe和不可避免的杂质。生产工艺为：冶炼→热轧→冷轧→连续退火或热镀锌。控制的工艺参数为：热轧板坯加热温度1200～1250℃，保温0.5～1.5小时，终轧温度910～920℃，卷曲温度640～680℃，冷轧压下量80％，退火温度840～860℃，退火保温时间100～120s。优点在于，能够获得强度≥440MPa，r值≥1.5的深冲性良好的440MPa高强IF钢。

中国专利号为CN201010291524.2的文献，其公开了“一种高强度超细晶冷轧IF钢及其生产方法”，提出了抗拉强度≥390MPa的高强度超细晶冷轧IF钢及其生产方法，该产品具有良好的表面质量、可成形性和抗二次加工脆性，可作为镀锌板基材使用。钢的化学成分(按重量％)为C：0.006～0.01、Si：0.004～0.009、Mn：1.1～1.6、P：0.06～0.1、S：≤0.01、Als：0.05～0.06、N：≤0.003、Nb：0.1～0.15、B：0.0005～0.0015，余量为Fe及不可避免的杂质。

中国专利号为CN201310397443.4的文献，其公开了“一种440MPa含铌析出强化型冷轧IF钢及其生产方法”，化学成分如下：C：0.005％～0.008％；Si：0.05％～0.08％；Mn：1.5％～2.0％；P<0.04％；S<0.004％、N≤0.003％；Nb；0.08％～0.12％；B：0.0005％～0.002％；Ti：0.01％～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。该生产方法包括：冶炼—热轧—冷轧—连续退火或热镀锌工艺，轧制的工艺参数为：板坯加热温度1150～1250℃，终轧温度880～900℃，板坯由35mm热轧成4mm。卷取温度在620～660℃/s。冷轧压下量80～85％，连续退火温度830～870℃，连续退火保温时间100～200s，退火后冷却速度15～25℃/s。本发明能够获得强度≥440MPa，屈强比小于0.6，延伸率33～36％，r值≥1.7的深冲性良好的440MPa高强IF钢。

中国专利号为CN201810373722.X的文献，其公开了“一种提高高强IF钢轧制稳定性的方法，采用F1～F5五道次冷轧轧制，在进行轧制前，调整轧制压下分配，使F2机架的绝对压下率为F1机架的80～85％，F3机架的绝对压下率为F1机架的50～55％；F1～F3机架工作辊选用带凸度的工作辊，中间辊窜辊值在二级设定值基础上增加5～10％，工作辊和中间辊的弯辊值控制在二级设定值的10％～30％。

综上所述文献，可以看出均主要集中在钢种开发上，且均仅采用了Nb、Ti合金成分的添加来提高强度，从生产工艺角度出发的，只仅仅在冷连轧机组进行压下、弯窜辊进行了调整。上述文献存在的共性是热轧来料的强度波动大，力学性能波动较大，同时带来板形不佳；在冷轧酸轧轧制过程中为了保证轧制过程的稳定，厚度精度的控制，轧制速度一般在400m/min以下，这严重地制约了生产效率和产品质量

发明内容

本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种能在保证钢板使用力学的前提下，还能使钢板厚度误差波动不超过15μm，提高冷轧轧制率不低于20％的抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢，其组分及重量百分比含量为：C 0.001-0.003％，Si 0.07-0.10％，Mn 0.70-0.90％，Als 0.020-0.045％，P 0.060-0.075％，S≤0.010，B 0.0005-0.0013％，特别是Nb不超过0.02％，Ti不超过0.03％，其余为Fe和不可控制的杂质，且满足Nb与Ti之和不超过0.045％。

优选地：所述Nb的重量百分比含量不超过0.016％。

优选地：所述Nb与Ti之和的重量百分比含量不超过0.036％。

生产一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢的方法，其步骤：

1)经常规冶炼并浇铸成坯；

2)进行粗轧及精轧，并控制精轧终轧温度在880～930℃；轧辊表面粗糙度控制在不超过40μm；

3)对热轧板进行分段冷却至卷取温度：长度不超过150m的钢带头部及尾部卷取温度均控制在620-700℃；钢带中部卷取温度控制在580-650℃；

4)进行热轧板卷取；

5)进行酸洗：控制酸洗温度在70-90℃，并控制三个酸槽中的自由酸在：1号槽不低于40g/l，2号槽不低于80g/l，3号槽不低于140g/l；

6)采用五机架进行冷轧：其中各机架的压下率控制在：F1、F2压下率均控制在20-30％，且F1、F2的工作辊粗糙度Ra为0.8-1.2μm；F3、F4压下率为常规压下率；F5压下率控制在3％-8％；

7)进行冷轧板卷取，其卷取张力控制在15-40N/mm²。

优选地：步骤2)中的轧辊表面粗糙度控制在不超过33μm。

优选地：步骤6)中的F1、F2的工作辊粗糙度Ra在0.8-1.05μm。

本发明中各元素及主要工艺的作用及机理：

C：C在钢铁材料中一般溶入基体，起固溶强化的作用，增加屈服强度和抗拉强度,但过高C会影响成形性能，因此C控制在0.001-0.003％。

Mn：Mn是典型的奥氏体稳定化元素，锰主要是通过固溶强化降低γ-α相变温度促使晶粒细化，改变相变后的微观组织。但过高的Mn含量同样影响成形性能，因此Mn控制在0.70-0.90％。

Si：Si虽然以固溶强化的形式提高钢的强度，但Si含量过高，在加热炉加热过程中形成Fe2SiO4，造成除鳞不净的，导致钢板表面质量降低，Si控制在0.07-0.10％。

Als：Als含量过高，会导致Al₂O₃及AlN夹杂物，AlS控制0.020-0.045％。

B：微量B元素，可以迁移到晶界处，增强晶界，避免P在晶界处的偏析造成的二次加工脆性，B控制0.0005-0.0013％。

Nb：是微合金化元素，其特点是与钢中C、N元素结合，形成Nb(CN)第二相析出物，阻止晶细长大，达到细化强化及析出强化的效果。含量要求控制在0.01-0.02％，如果超出此范围，则材料的强度会偏低或偏高；优选地Nb的重量百分比含量不超过0.016％。

Ti：钛是强碳化物形成元素，在钢中加入微量的钛有利于固定钢中的N，所形成的TiN能使钢坯加热时奥氏体晶粒不过分长大，从而起到细化原始奥氏体晶粒的目的。钛在钢中还可分别与碳和硫生成TiC、TiS、Ti₄C₂S₂等化合物，它们以夹杂物和第二相粒子的形式存在，但过高Ti会导致热轧强度波动，因此Ti控制0.015-0.03％。

优选地：所述Nb与Ti之和的重量百分比含量不超过0.036％。

P：P过高会向晶界偏析带来二次加工脆性，因此P控制在0.060-0.075％。

S：S含量控制在≤0.010％，采取低硫的设计，是因为较高的硫含量会在钢中形成MnS等硫化物夹杂，影响IF钢的使用性能。

本发明之所以控制精轧终轧温度在880～930℃，轧辊表面粗糙度控制在不超过40μm，优选地不超过33μm，是由于过高或过低的精轧终轧温度会带来组织性能的不稳定，带钢的凸度过大，热轧板形不良，均会导致带来后续冷轧高速轧制过程的不稳定。

本发明之所以控制长度不超过150m的钢带头部及尾部卷取温度均控制在620-700℃，钢带中部卷取温度在580-650℃，是由于钢卷在卷取后的冷却过程中温度冷却速率不一致，梯度冷却能最大程度保证整个钢卷的组织保持一致，减少性能波动。

本发明之所以控制三个酸槽中的自由酸在：1号槽不低于40g/l，2号槽不低于80g/l，3号槽不低于140g/l，是由于避免钢卷的过酸洗和欠酸洗。

本发明之所以控制轧机F1、F2压下率均在20％-30％，且F1、F2的工作辊粗糙度Ra为0.8-1.2μm，优选地F1、F2的工作辊粗糙度Ra在0.8-1.05μm；F3、F4压下率为常规压下率；F5压下率控制在3％-8％，降低轧制初期的变形量过大造成的加工硬化急剧增加，实现加工硬化的缓解和更好的咬入，提升前滑值和速度。

本发明控制冷轧板卷取张力在15-40N/mm²，是由于实现轧制升速，改善4架出口带钢超厚情况。

本发明与现有技术相比，能在保证钢板使用力学的前提下，还能使力学性能波动较小，提高冷轧轧制率不低于20％，即其轧制速度可以稳定在500m/min以上，厚度精度可以控制在15μm以内，带钢轧制过程稳定，减少了带钢厚度波动较大稳定，板形也得到极大改善。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的化学成分列表；

表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例的性能列表。

本发明各实施例均按照以下步骤进行生产：

1)经常规冶炼并浇铸成坯；

4)进行热轧板卷取；

7)进行冷轧板卷取，其卷取张力控制在15-40N/mm²。

表1本发明各实施及对比例的化学成分(wt.％)

表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数取值列表

表3本发明各实施案例的拉伸性能和镀层质量

从表3可以看出，本发明权利要求范围内的高强IF钢，满足力学性能的要求，同时冷轧轧制速度比现有技术提高了至少100m/min，厚度波动范围不超过15μm，实现了既满足力学性能要求，又实现了高速稳定生产。

本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims

1.一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢，其组分及重量百分比含量为：C 0.001-0.003%，Si 0.07-0.10%，Mn 0.70-0.90%，Als 0.020-0.045%，P 0.060-0.075%，S ≤0.010，B0.0005-0.0013%，特别是Nb不超过0.02%，Ti不超过0.03%，其余为Fe和不可控制的杂质，且满足Nb与Ti之和不超过0.045%。

2.如权利要求1所述的一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢，其特征在于：所述Nb的重量百分比含量不超过0.016%。

3.如权利要求1所述的一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢，其特征在于：所述Nb与Ti之和的重量百分比含量不超过0.036%。

4.生产如权利要求1所述的一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢的方法，其步骤：

1) 经常规冶炼并浇铸成坯；

2）进行粗轧及精轧，并控制精轧终轧温度在880~930℃；轧辊表面粗糙度控制在不超过40µm；

3）对热轧板进行分段冷却至卷取温度：长度不超过150m的钢带头部及尾部卷取温度均控制在620-700℃；钢带中部卷取温度控制在580-650℃；

4）进行热轧板卷取；

5）进行酸洗：控制酸洗温度在70-90℃，并控制三个酸槽中的自由酸在：1号槽不低于40g/l，2号槽不低于80g/l ，3号槽不低于140g/l；

6）采用五机架进行冷轧：其中各机架的压下率控制在：F1、F2压下率均控制在20-30%，且F1、F2的工作辊粗糙度Ra为0.8-1.2μm；F3、F4压下率为常规压下率；F5压下率控制在3%-8%；

7）进行冷轧板卷取，其卷取张力控制在15-40N/mm²。

5.如权利要求4所述的一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢的方法，其特征在于：步骤2）中的轧辊表面粗糙度控制在不超过33µm。

6.如权利要求4所述的一种抗拉强度≥440MPa的IF冷轧钢的方法，其特征在于：步骤6）中的F1、F2的工作辊粗糙度Ra在0.8-1.05μm。