CN110029286A - 一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢及其制备方法 - Google Patents

一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,包括如下质量百分比的化学成分:C:0.12~0.14%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.80~1.90%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.050%,Cr:0.020~0.030%,其余为Fe及其不可避免的杂质。还公布了其制备方法。本发明的冷轧双相钢具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性匹配等特点,满足汽车轻量化选材的需要,力学性能和工艺性能满足GB/T 20564.2‑2006的要求。

Description

一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及冶金板材生产技术领域,尤其涉及一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢及其制备方法。
背景技术
2018年我国汽车销量突破2323.7万辆,连续10年居全球第一,预计2025年汽车产量达到3500万辆。随着汽车产量的爆发性增长,环境和能源危机日益加剧,节能减排已成为汽车制造业面临的重大问题。运用现代技术和方法减轻零部件或者整车的重量,在保障安全等性能的前提下,通过减重来实现节能减排降耗目标已成为共识,汽车轻量化技术已成为当前汽车行业的发展潮流。
冷轧双相钢由铁素体和马氏体两相组成,以相变强化为基础,具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性配合等特点,已发展成为一种汽车用高强度新型冲压用钢。冷轧双相钢在汽车超轻钢车身—先进概念车上的应用成果表明,用双相钢替代原有钢材后在减重、节能、提高安全性、降低排放等方面都展现了广阔的前景,同时也预示了车用钢板的发展趋势。轿车生产企业越来越多的采用强度级别780MPa级以上的先进高强钢,国外高档轿车高强钢的用量已经达到了70%以上,目前780MPa级以上冷轧双相钢已经成为钢铁企业产品开发的热点,受到极大关注。
目前,首钢总公司生产的冷轧双相钢(一种高塑性780MPa级冷轧双相钢及其制备方法,申请号201110148618.9)成分设计中Mn(2.2%)和Si(1.2%)含量较高,与本发明设计成分不同,Mn含量较高时,影响钢带焊接性能,Si含量高易造成钢带表面氧化铁皮难以去除,增加酸洗难度,影响钢带表面质量;攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司生产的冷轧双相钢(抗拉强度780MPa级含钒冷轧双相钢及其制备方法,申请号201610540151.5)化学成分设计含昂贵金属V(钒铁售价约25万/吨),V含量为(0.02~0.07%),增加吨钢成本,与本发明成分设计不同。
发明内容
本发明的目的是提供一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢及其制备方法,本发明冷轧双相钢具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性匹配等特点,满足汽车轻量化选材的需要,力学性能和工艺性能满足GB/T 20564.2—2006的要求。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,包括如下质量百分比的化学成分:C:0.12~0.14%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.80~1.90%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.050%,Cr:0.020~0.030%,其余为Fe及其不可避免的杂质。
进一步的,包括如下质量百分比的化学成分:C:0.12,Si:0.06%,Mn:1.90%,P:0.005%,S:0.003%,Alt:0.035%,Cr:0.024%,其余为Fe及其不可避免的杂质。
进一步的,包括如下质量百分比的化学成分:C:0.14,Si:0.10%,Mn:1.81%,P:0.004%,S:0.005%,Alt:0.040%,Cr:0.022%,其余为Fe及其不可避免的杂质。
进一步的,包括如下质量百分比的化学成分:C:0.13,Si:0.08%,Mn:1.85%,P:0.009%,S:0.004%,Alt:0.048%,Cr:0.025%,其余为Fe及其不可避免的杂质。
一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢的制备方法,包括:
S1、冶炼—连铸生产工艺流程:铁水预处理—转炉—LF精炼—铸机;供铸机钢水成分为C:0.12~0.14%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.80~1.90%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.050%,Cr:0.020~0.030%;
S2、热轧生产工艺流程:铸坯加热—粗轧—精轧—卷取;铸坯出炉温度1230±20℃,粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧,精轧采用7机架连续变凸度(Continuously variablecrown,cvc)轧机精轧,中间坯厚度40~45mm;精轧的开轧温度1030±30℃,精轧的终轧温度为870±20℃,热轧钢带厚度4.0mm;冷却采用层流冷却设备,前部冷却模式,冷却速度为20±5℃/s,卷取温度为630±20℃;
S3、酸洗冷轧工艺流程:将热轧带钢经i-BOX技术盐酸槽酸洗,去除表面氧化铁皮后,经过5机架冷轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度;
S4、连续退火工艺流程:将冷硬卷钢带开卷后加热至830±20℃,均热80~120S,以3~5℃/s的速度冷至680±20℃,然后以45~55℃/S的冷却速度冷却至在300±20℃,过时效处理400~500S后终冷至150℃,空冷至室温。
进一步的,所述S3中,目标厚度为1.4mm。
进一步的,所述S2中精轧开轧温度1033℃,精轧终轧温度为872℃。
进一步的,所述S2中精轧开轧温度1026℃,精轧终轧温度为865℃。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果:
本发明的冷轧双相钢的显微组织为铁素体+马氏体,马氏体体积分数为35.4~37.1%,晶粒度约12.5级,具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性匹配等特点,满足汽车轻量化选材的需要,力学性能和工艺性能满足GB/T 20564.2—2006的要求。同时,本发明合金成本低,制备方法简单,适合工业化生产。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1的显微组织图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作更详细的描述。实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述,并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水,转炉冶炼全程吹氩,废钢加入转炉,转炉出钢温度1640℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼,精炼就位温度≥1560℃,LF炉外精炼进行测温和成分微调,LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为23℃,之后进行板坯清理、缓冷,及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1235℃,加热的时间为226min,将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽,采用2机架粗轧,7机架CVC精轧。精轧开轧温度1033℃,精轧终轧温度为872℃,成品厚度4.0mm。层流冷却采用前部冷却,冷却速度21℃/s,钢带温度降低到630℃进行卷取。将热轧带钢经盐酸槽酸洗,该酸槽采用MH最新开发的i-BOX技术,操作和维护大大简化,节省能源和劳动力,热轧带钢去除表面氧化铁皮后,经过5机架UCM轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度1.4mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行,钢带运行速度120m/min,均热温度830℃,均热时间120S,快冷开始温度680℃,快冷冷速45℃/S,过时效温度290℃,过时效时间440S,终冷温度150℃,平整延伸率0.3%。最后进行产品性能检测。
图1为实施例1的显微组织图,本发明的冷轧双相钢的显微组织为铁素体+马氏体,马氏体体积分数为35.4~37.1%,晶粒度约12.5级。
实施例2
将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水,转炉冶炼全程吹氩,废钢加入转炉,转炉出钢温度1631℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼,精炼就位温度≥1560℃,LF炉外精炼进行测温和成分微调,LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为27℃,之后进行板坯清理、缓冷,及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1225℃,加热的时间为238min,将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽,采用2机架粗轧,7机架CVC精轧。精轧开轧温度1026℃,精轧终轧温度为865℃,成品厚度4.0mm。层流冷却采用前部冷却,冷却速度24℃/s,钢带温度降低到635℃进行卷取。将热轧带钢经盐酸槽酸洗,该酸槽采用MH最新开发的i-BOX技术,操作和维护大大简化,节省能源和劳动力,热轧带钢去除表面氧化铁皮后,经过5机架UCM轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度1.4mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行,钢带运行速度150m/min,均热温度840℃,均热时间100S,快冷开始温度680℃,快冷冷速50℃/S,过时效温度295℃,过时效时间400S,终冷温度150℃,平整延伸率0.3%。最后进行产品性能检测。
实施例3
将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水,转炉冶炼全程吹氩,废钢加入转炉,转炉出钢温度1648℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼,精炼就位温度≥1560℃,LF炉外精炼进行测温和成分微调,LF炉外精炼供铸机化学成分如表2所示。板坯连铸过热度为32℃,之后进行板坯清理、缓冷,及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1230℃,加热的时间为235min,将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽,采用2机架粗轧,7机架CVC精轧。精轧开轧温度1030℃,精轧终轧温度为870℃,成品厚度4.0mm。层流冷却采用前部冷却,冷却速度19℃/s,钢带温度降低到640℃进行卷取。将热轧带钢经盐酸槽酸洗,该酸槽采用MH最新开发的i-BOX技术,操作和维护大大简化,节省能源和劳动力,热轧带钢去除表面氧化铁皮后,经过5机架UCM轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度1.4mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行,钢带运行速度135m/min,均热温度820℃,均热时间112S,快冷开始温度680℃,快冷冷速55℃/S,过时效温度300℃,过时效时间420S,终冷温度150℃,平整延伸率0.3%。最后进行产品性能检测。
表1本发明实施例1~3的化学成分(wt%)
实施例 C Si Mn P S Alt Cr
1 0.12 0.06 1.90 0.005 0.003 0.035 0.024
2 0.14 0.10 1.81 0.004 0.005 0.040 0.022
3 0.13 0.08 1.85 0.009 0.004 0.048 0.025
对本发明实施例1~3的钢卷进行力学性能检验,检验结果见表2。
表2本发明实施例1~3的钢卷的力学性能
由表2数据可知,本发明的780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢力学性能和工艺性能符合GB/T 20564.2—2006的要求。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,其特征在于,包括如下质量百分比的化学成分:C:0.12~0.14%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.80~1.90%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.050%,Cr:0.020~0.030%,其余为Fe及其不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,其特征在于,包括如下质量百分比的化学成分:C:0.12,Si:0.06%,Mn:1.90%,P:0.005%,S:0.003%,Alt:0.035%,Cr:0.024%,其余为Fe及其不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,其特征在于,包括如下质量百分比的化学成分:C:0.14,Si:0.10%,Mn:1.81%,P:0.004%,S:0.005%,Alt:0.040%,Cr:0.022%,其余为Fe及其不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,其特征在于,包括如下质量百分比的化学成分:C:0.13,Si:0.08%,Mn:1.85%,P:0.009%,S:0.004%,Alt:0.048%,Cr:0.025%,其余为Fe及其不可避免的杂质。
5.一种780MPa级汽车轻量化冷轧双相钢的制备方法,其特征在于,包括:
S1、冶炼—连铸生产工艺流程:铁水预处理—转炉—LF精炼—铸机;供铸机钢水成分为C:0.12~0.14%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.80~1.90%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.050%,Cr:0.020~0.030%;
S2、热轧生产工艺流程:铸坯加热—粗轧—精轧—卷取;铸坯出炉温度1230±20℃,粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧,精轧采用7机架连续变凸度(Continuously variablecrown,cvc)轧机精轧,中间坯厚度40~45mm;精轧的开轧温度1030±30℃,精轧的终轧温度为870±20℃,热轧钢带厚度4.0mm;冷却采用层流冷却设备,前部冷却模式,冷却速度为20±5℃/s,卷取温度为630±20℃;
S3、酸洗冷轧工艺流程:将热轧带钢经i-BOX技术盐酸槽酸洗,去除表面氧化铁皮后,经过5机架冷轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度;
S4、连续退火工艺流程:将冷硬卷钢带开卷后加热至830±20℃,均热80~120S,以3~5℃/s的速度冷至680±20℃,然后以45~55℃/S的冷却速度冷却至在300±20℃,过时效处理400~500S后终冷至150℃,空冷至室温。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述S3中,目标厚度为1.4mm。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述S2中精轧开轧温度1033℃,精轧终轧温度为872℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述S2中精轧开轧温度1026℃,精轧终轧温度为865℃。
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