CN111074165A - 一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板及其生产方法，属于轧钢技术领域，700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的成分按重量百分比计包括：C：0.05～0.1％、Si≤0.08％、Mn：1.70～1.90％、P≤0.020％、S≤0.010％、Nb:0.03～0.05％、Ti:0.07～0.09％、V:0.01～0.03％，其余为铁和不可避免的杂质；生产方法包括以下步骤：制备板坯并将板坯置于加热炉加热后进行高压水除磷，再将板坯进行轧制、冷却和卷取。本发明一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板在钢中加入钒提升强度，降低钢中的硅含量，减少氧化铁皮产生，经酸洗后表面质量良好，表面不出现质量缺陷。
Description
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，更具体地说，是涉及一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板及其生产方法。
背景技术
近年来，高强度和高韧性的焊接结构钢作为汽车主体结构的原材料，发展迅速，需求量增大，而且不断想更高强度级别和更优的综合性能发展，其中，屈服强度700MPa级别的高强汽车钢的用量在不断的增加，高强汽车钢在使用过程中的通过强度的提升，降低使用钢板的厚度，降低整车的重量达到汽车轻量化的使用要求。高强汽车钢钢热轧酸洗板，以其良好的表面质量能替代部分冷轧高强汽车用钢，降低生产成本，因此，酸洗板的表面质量较高，尺寸精度控制较好，与冷轧板相比售价较低，在市场上需求量较大。
热轧酸洗板通过酸洗去除钢卷表面的氧化铁皮，对热卷的表面质量有着比较严格的要求，在热轧酸洗板高强汽车钢生产过程中，因其强度较高，因此在相对加热温度较高，造成氧化铁皮较多，在轧制的过程中出现氧化铁皮，酸洗的过程中不能去除，影响到热轧高强汽车钢酸洗板的表面质量；传统的高强汽车钢生产过程中利用硅、锰进行强化，通过硅、锰强化的钢在加热过程中产生比较致密的Fe3O4，且与基体接触紧密，轧制过程中除鳞工序不能完全将氧化铁皮处理干净，在后道工序轧制的过程中产生氧化铁皮，影响到热轧高强汽车钢的成材率。。
发明内容
本发明的目的在于提供一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板及其生产方法，旨在解决目前700MPa级高强汽车钢酸洗板生产过程中因表面质量问题严重影响酸洗板产品成材率的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板，所述700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的成分包括：C：0.05～0.1％、Si≤0.08％、Mn：1.70～1.90％、P≤0.020％、S≤0.010％、Nb：0.03～0.05％、Ti：0.07～0.09％、V:0.01～0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明的另一目的是提供一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，包括以下步骤：
制备板坯：制备具有权利要求1所述的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板成分组成的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板板坯；
板坯加热：将所述板坯置于加热炉中加热，加热温度为1240～1290℃，加热时间为140～200分钟；
高压水除鳞：将所述板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷；
轧制及冷却：将所述板坯进行轧制和冷却；
卷取：将冷却后的所述板坯进行卷取。
作为本申请另一实施例，所述板坯的厚度为2～16mm。
作为本申请另一实施例，在所述板坯加热工序中，当所述板坯的厚度为2～6㎜时，加热时间为140～150分钟，加热温度为1240～1250℃；当所述板坯的厚度为6～12㎜时，加热时间为150～190分钟，加热温度为1250～1280℃；当700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的厚度为12～16㎜时，加热时间为180～200分钟，加热温度为1280～1290℃。
作为本申请另一实施例，所述卷取温度为570～610℃。
作为本申请另一实施例，所述板坯卷取后在缓冷坑内缓冷60～80h。
作为本申请另一实施例，所述轧制包括：将经过高压水除磷的板坯依次经过粗轧机轧制和精轧机轧制。
作为本申请另一实施例，所述粗轧机的出口温度为1060～1110℃。
作为本申请另一实施例，所述精轧机的出口温度为860～890℃。
作为本申请另一实施例，所述板坯在所述粗轧机经过五道轧制，在所述精轧机经过七道轧制。
本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板及其生产方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板在钢中加入钒和铌提升强度，降低钢中的硅、锰含量，通过对温度和时间的控制减少氧化铁皮的产生，减少SiO2粘性氧化物的生成，经酸洗后，表面未发现质量缺陷，满足酸洗板的生产要求。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现对本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板进行说明。一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板，按照重量百分比计，700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的成分包括：C：0.05～0.1％、Si≤0.08％、Mn：1.70～1.90％、P≤0.020％、S≤0.010％、Nb：0.03～0.05％、Ti：0.07～0.09％、V:0.01～0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明的成分配比适合700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产，在传统700MPa级高强汽车钢酸洗板的生产过程中，因加热会使钢带表面形成氧化铁皮，Fe3O4的生长使得带钢边部氧化铁皮致密，在酸洗的过程中氧化铁皮不易除去，影响到酸洗板的表面质量。传统高强汽车钢生产过程中，主要是通过碳、硅、锰进行强化来保证产品的性能，由于成分中硅、锰含量较高，氧化后产生的粘性的氧化物附着在钢卷表面，造成在轧制的过程中氧化铁皮难以除净，酸洗后表现的更为明显。本实施例在成分设计上尽量降低钢中的硅含量，减少SiO2粘性氧化物的生成，但硅含量的减少会使钢强度降低，因此选择在钢中加入特定含量的钒和铌来提升强度，减少加热过程中氧化铁皮的产生，经酸洗后，表面不会出现质量缺陷，满足酸洗板的生产要求。
钒是一种很强的稳定剂，能改善合金的结晶结构，提高高温稳定性、耐热性等；700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板中添加了钒，具备细化晶粒和沉淀强化的作用，使抗拉强度明显提高；铌可有效的控制奥氏体化、再结晶、晶粒长大和析出行为，是改善钢材微观组织和力学性能的有效工具，铌在热轧过程中的作用是使晶粒细化，且晶粒细化会保持到冷轧之后，铌使钢的强度提高的同时也改善韧性，另外，铌可使钢获得更为均匀的微观组织，提高钢板的成型性能及焊接性能，本发明通过协调700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板中的硅和钒、铌及钛的含量，使酸洗板在具有理想的强度和韧性的同时，减少了板坯表面氧化铁皮的产生，酸洗后具有良好的表面质量。本发明曾尝试用其他元素来补偿硅含量降低带来的强度下降，但酸洗板的屈服强度均在600MPa以下，抗拉强度均在700MP一下，延伸率≤15％，不能达到本发明技术方案的效果。
另外，钛在钢中起细化晶粒和弥散强化的作用，钛与硫的亲和力要强于锰与硫的亲和力，会与钢中的硫结合改变钢中长条状夹杂物的形态，减弱硫含量偏高对钢材性能的不利影响，在钢中加入钛，可大幅提高钢的纯洁度和韧性，改善钢的韧性和焊接性能，加入钛的车轮钢具备强度高、塑性和韧性好、加工成型性和焊接性能优良的特点。
本发明的另一目的是提供一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，包括以下步骤：
制备板坯：制备具有权利要求1的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板成分组成的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板板坯；
板坯加热：将板坯置于加热炉中加热，加热温度为1240～1290℃，加热时间为140～200分钟；
高压水除鳞：将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷；
轧制及冷却：将板坯进行轧制和冷却；
卷取：将冷却后的板坯进行卷取。
本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板及其生产方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板在钢中加入钒和铌提升强度，降低钢中的硅、锰含量，通过对温度和时间的控制减少氧化铁皮的产生，减少SiO2粘性氧化物的生成，经酸洗后，表面未发现质量缺陷，满足酸洗板的生产要求
作为本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法一种具体实施方式，板坯的厚度为2～16mm。
作为本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法一种具体实施方式，为了保证700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的质量，在板坯加热工序中，不同的正品厚度加热时间和温度均不相同，在板坯加热工序中，当板坯的厚度为2～6㎜时，加热时间为140～150分钟，加热温度为1240～1250℃；当板坯的厚度为6～12㎜时，加热时间为150～190分钟，加热温度为1250～1280℃；当700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的厚度为12～16㎜时，加热时间为180～200分钟，加热温度为1280～1290℃。
作为本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法一种具体实施方式，卷取温度为570～610℃。
作为本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法一种具体实施方式，板坯卷取后在缓冷坑内缓冷60～80h。
作为本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法一种具体实施方式，轧制包括：将经过高压水除磷的板坯依次经过粗轧机轧制和精轧机轧制。
本实施例中，将经过高压水除磷的板坯依次经过粗轧、热卷箱和精轧以获得热轧板。
作为本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法一种具体实施方式，粗轧机的出口温度为1060～1110℃。
作为本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法一种具体实施方式，精轧机的出口温度为860～890℃。
作为本发明提供的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法一种具体实施方式，板坯在粗轧机经过五道轧制，在精轧机经过七道轧制。
为了更具体的说明本发明的技术方案，现通过以下实施例来进行详细的说明。
实施例1
一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：C：0.05％、Si：0.08％、Mn：1.70％、P：0.020％、S：0.010％、V:0.01％、Nb：0.03％、Ti：0.07％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，板坯在加热炉中的加热温度为1240℃，加热时间为140分钟，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1060℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为860℃，经过集中冷却，卷取温度为570℃，卷取后的板坯入缓冷坑缓冷72h，得到厚度为2.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为600MPa，抗拉强度为700MPa，延伸率为18％的合格700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
实施例2
一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：C：0.07％、Si：0.07％、Mn：1.75％、P：0.018％、S：0.008％、V:0.02％、Nb：0.04％、Ti：0.08％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，，板坯在加热炉中的加热时间为150分钟，加热温度为1250℃，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1070℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为870℃，经过集中冷却，卷取温度为580℃，卷取后的板坯入缓冷坑缓冷72h，得到厚度为6.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为620MPa，抗拉强度为720MPa，延伸率为20％的合格700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
实施例3
一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：C：0.08％、Si：0.06％、Mn：1.80％、P：0.016％、S：0.009％、V:0.01％、Nb：0.04％、Ti：0.08％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，，板坯在加热炉中的加热时间为170分钟，加热温度为1270℃，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1090℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为880℃，经过集中冷却，卷取温度为590℃，卷取后的板坯入缓冷坑缓冷74h，得到厚度为9.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为650MPa，抗拉强度为760MPa，延伸率为22％的合格700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
实施例4
一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：C：0.09％、Si：0.05％、Mn：1.85％、P：0.015％、S：0.006％、V:0.03％、Nb：0.05％、Ti：0.09％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，，板坯在加热炉中的加热时间为190分钟，加热温度为1280℃，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1100℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为890℃，经过集中冷却，卷取温度为600℃，卷取后的板坯入缓冷坑缓冷78h，得到厚度为12.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为640MPa，抗拉强度为740MPa，延伸率为23％的合格700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
实施例5
一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：C：0.10％、Si：0.04％、Mn：1.90％、P：0.012％、S：0.007％、V:0.02％、Nb：0.04％、Ti：0.09％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，，板坯在加热炉中的加热时间为200分钟，加热温度为1290℃，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1110℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为890℃，经过集中冷却，卷取温度为610℃，卷取后的板坯入缓冷坑缓冷80h，得到厚度为16.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为660MPa，抗拉强度为770MPa，延伸率为23％的合格700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
在这里需要说明的是，以上五个实施例在700MPa级高强汽车钢酸洗板的生产过程中，分别将钢水连铸以得到五个板坯，五个板坯均包括C、Si、Mn、、P、S、V、Nb、Ti以及铁和不可避免的杂质，五个实施例的质量百分比如表1所示，五个实施例制得的板坯加热时间及加热温度如表2所示，五个实施例制得的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板成品的性能如表3所示。
从表1、表2和表3中可以看出，使用本发明的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法制造的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板具有较高的屈服强度、抗拉强度和延伸率；在钢中添加适量的钒、铌和钛，钒可提高钢的强度，铌可细化晶粒，提高钢板的成型性能及焊接性能；钛可提高钢的纯洁度和韧性，提高焊接性能；通过实施例可以看出，在不同厚度的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板加入不同含量的钒和钛，可使不同厚度的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板获得不同的性能；为提升钢的强度，V的含量需≤0.03％，为保证钢的焊接性能，钛的含量需≤0.09％，为细化晶粒，提高钢板的成型性能及焊接性能，铌的含量需≤0.05％。
表1
表2
表3
总之，本发明的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法适用于700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产，在700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产过程中，因其强度较高，在加热的过程中会提高其加热温度，降低在轧制过程中的轧制力，随着加热温度的升高，板坯在加热过程中出现的氧化铁皮数量也就随之增加，在除鳞的过程中，板坯表面的氧化铁皮不能被除净，在后道工序轧制的过程中产生酸洗不能去除的氧化铁皮；在当前高强汽车钢生产过程中对硅含量没有特殊的控制，但随着钢中硅含量的增加，在板坯加入过程中产生的氧化铁皮就更加的致密，在后道工序除鳞的过程中，不能就板坯表面的氧化铁皮处理干净，酸洗后产生氧化铁皮和麻坑缺陷。
本发明主要采用C、Mn、Nb、V、Ti进行强化，在成分设计上尽量降低钢中的硅含量，减少氧化铁皮的产生，减少SiO2粘性氧化物的生成，为避免钢强度的降低，在钢中加入钒合金来提升强度；为尽量减少加热过程中氧化铁皮的产生将加热时间控制在130～190分钟，加热温度控制在1180～1250℃范围之内，钢卷厚度为2～16mm，屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥17％；减少加热过程中氧化铁皮的产生，经酸洗后，表面不会出现质量缺陷，满足酸洗板的生产要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板，其特征在于，按照重量百分比计，所述700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的成分包括：C：0.05～0.1％、Si≤0.08％、Mn：1.70～1.90％、P≤0.020％、S≤0.010％、Nb：0.03～0.05％、Ti：0.07～0.09％、V:0.01～0.03％，其余为铁和不可避免的杂质。
2.一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备板坯：制备具有权利要求1所述的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板成分组成的700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板板坯；
板坯加热：将所述板坯置于加热炉中加热，加热温度为1240～1290℃，加热时间为140～200分钟；
高压水除鳞：将所述板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷；
轧制及冷却：将所述板坯进行轧制和冷却；
卷取：将冷却后的所述板坯进行卷取。
3.如权利要求2所述的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述板坯的厚度为2～16mm。
4.如权利要求3所述的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，在所述板坯加热工序中，当所述板坯的厚度为2～6㎜时，加热时间为140～150分钟，加热温度为1240～1250℃；当所述板坯的厚度为6～12㎜时，加热时间为150～190分钟，加热温度为1250～1280℃；当700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的厚度为12～16㎜时，加热时间为180～200分钟，加热温度为1280～1290℃。
5.如权利要求4所述的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述卷取温度为570～610℃。
6.如权利要求5所述的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述板坯卷取后在缓冷坑内缓冷60～80h。
7.如权利要求2～6任一项所述的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述轧制包括：将经过高压水除磷的板坯依次经过粗轧机轧制和精轧机轧制。
8.如权利要求7所述的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述粗轧机的出口温度为1060～1110℃。
9.如权利要求8所述的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述精轧机的出口温度为860～890℃。
10.如权利要求9所述的一种700MPa级高强汽车钢热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述板坯在所述粗轧机经过五道轧制，在所述精轧机经过七道轧制。
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