CN111187893B - 增强780dp高扩孔冷轧双相钢均一性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，属于钢板生产技术领域，包括以下步骤：冶炼成板坯，板坯经加热、除磷、粗轧、精轧和层流冷却后获得热轧卷；热轧卷经过酸洗后，冷轧成为冷轧薄带钢；将冷轧薄带钢经过连续退火后，制得高扩孔性能冷轧双相钢。本发明的方法通过对退火工序进行分级控制，制备出力学性能和扩孔性能均一性良好的双相钢。

Description

增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法
技术领域
本发明属于钢板生产技术领域，具体涉及一种增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展，为减轻车身重量同时提高其安全性能，汽车用钢向高强度化发展已成为一种必然的趋势。采用高强度钢板替代传统材料，可明显提高能量吸收能力、扩大弹性应变区、增加构件的抗变形能力，在保持高成形性的同时提高了抗凹陷性能，为实现汽车轻量化创造了条件。双相钢是使用最为广泛的高强度钢，其组织主要由较软的铁素体基体和强度较高的马氏体组成，这种组织的性能特点为较低的屈强比、较高的强度等，适合进行冲压成形零件的生产；高强钢大多利用相变强化机理，当成分、工艺控制不当时，由于微观组织的差异，常常会导致同一钢种、同一批次乃至同一钢卷不同部位(纵向、横向)产品性能波动极大，不利于产品的推广及使用。
CN106399830A公开了一种扩孔性能稳定的高扩孔及其生产方法，其按重量百分比计的化学成分为：C：0.06～0.10％，Si：0.10～0.25％，Mn：1.40～1.60％，P≤0.015％，S≤0.010％，Nb：0.03～0.049％；其余为Fe和不可避免的杂质元素。其采用用4～8m的短铸坯，轧制过程采用准恒速轧制工艺，轧钢加速度≤0.007m/s2；采用两段式冷却，第一段冷却的水冷冷速为80～220℃/s，第二段冷却的水冷冷速为40～140℃/s；且第一段冷却与第二段冷却之间为空冷段，空冷段测温点在距离F7轧机的30～40m之间移动。初轧出口温度1080～1120℃，精轧前的钢坯采用保温罩保温处理，精轧的终轧温度为820～860℃，卷取温度为：400～450℃。该方法制备的热轧双相钢，抗拉强度级别为580～700MPa，强度略低且厚度较厚对减重的贡献有限，采用4～8m的短铸坯，且采用恒速轧制，生产效率低不利于生产节奏的安排。
CN105925912A公开了一种抗拉强度780MPa级含钒冷轧双相钢的制备方法，其按重量百分比计的化学成分为：C：0.09～0.14％，Si：0.10～0.60％，Mn：1.30～1.80％，Cr：0.10～0.60％，Al：0.01～0.06％，V：0.02～0.07％，P≤0.02％，S≤0.015％，N≤0.006％；其余为Fe和不可避免的杂质元素。通过850～950℃终轧、600～700℃卷取、800～840℃退火、650～700℃缓冷、250～350℃过时效处理制备的780MPa级含钒冷轧双相钢具有优良的力学性能；然而，其未对生产工艺范围进行具体划分，难以保证微观组织、力学性能及扩孔性能的稳定控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：现有780DP高扩孔冷轧双相钢的微观组织及力学性能均一性差。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供了一种增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，包括以下步骤：
a冶炼工序：根据高扩孔冷轧双相钢的化学成分进行冶炼，铸造成板坯；
b热轧工序：将板坯经过加热、除磷、粗轧、精轧和层流冷却后获得热轧卷；
c酸轧工序：将热轧卷经过酸洗后，冷轧成为冷轧薄带钢；
d连续退火工序：将冷轧薄带钢经过连续退火后，制得高扩孔性能冷轧双相钢；其中，加热分为预热段、加热一段和加热二段，预热段出口带钢温度为140～160℃，加热一段将带钢加热至700～725℃，加热二段将带钢加热至790～830℃；退火温度为790～830℃，缓冷速率为1～5℃/s，缓冷终点温度为690～715℃，快冷速率为10～50℃/s，过时效温度为300～320℃；
所述双相钢的化学成分按重量百分比计为：C 0.08～0.10％，Si 0.50～0.60％，Mn 2.00～2.20％，V 0.040～0.060％，Al 0.03～0.05％，P≤0.010％，S≤0.002％，N≤0.003％，余量为Fe及不可避免杂质。
其中，上述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，高扩孔冷轧双相钢的厚度为0.8～2.0mm。
其中，上述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，步骤a中，连铸的拉坯速度为0.9～1.3m/min。
其中，上述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，步骤b中，加热温度为1200～1260℃，精轧开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为850～900℃，卷取温度为620～700℃，热轧厚度为2.5～4.0mm。
其中，上述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，步骤c中，冷轧压下率为40％～70％，并且钢板厚度每增加0.2mm，冷轧压下率降低3％。
其中，上述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，步骤d中，预热段、加热一段和加热二段的加热速度分别为4.52～7.78℃/s、1.76～3.06℃/s和0.30～0.54℃/s。
其中，上述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，步骤d中，退火时，机组速度为80～140m/min，冷轧双相钢厚度每增加0.4mm，机组速度降低30m/min。
其中，上述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，步骤d中，平整延伸率为0.35～0.65％，冷轧双相钢厚度每增加0.4mm，平整延伸率降低0.10％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明创造性的提供了一种增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，通过冶炼/轧制/退火等工序进行诸如：U型卷取、缓冷坑冷却、连续退火分段式加热、机组速度及平整延伸率的调控，优化其综合力学性能，产品不同部位的组织百分比差异在10％以内、晶粒度差异在一级以内、屈服强度波动在60MPa以内、抗拉强度波动在50MPa以内，伸长率A80波动在6％以内，扩孔率波动在10％以内，产品的微观组织以及性能的均一性好。
附图说明
图1为实施例1中编号1冷轧双相钢头部的显微组织，图中浮突的为M(马氏体)，凹陷下去的为F(铁素体)；
图2为实施例1中编号1冷轧双相钢中部的显微组织，图中浮突的为M(马氏体)，凹陷下去的为F(铁素体)；
图3为实施例1中编号1冷轧双相钢尾部的显微组织，图中浮突的为M(马氏体)，凹陷下去的为F(铁素体)。
具体实施方式
具体的，一种增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，包括以下步骤：
a冶炼工序：根据高扩孔冷轧双相钢的化学成分进行冶炼，并在转炉中控制其钒含量，铸造成板坯；
b热轧工序：将板坯经过加热、除磷、粗轧、精轧和层流冷却后获得热轧卷；
c酸轧工序：将热轧卷经过酸洗后，冷轧成为冷轧薄带钢；
d连续退火工序：将冷轧薄带钢经过连续退火后，制得高扩孔性能冷轧双相钢；其中，加热分为预热段、加热一段和加热二段，预热段出口带钢温度为140～160℃，加热一段将带钢加热至700～725℃，加热二段将带钢加热至790～830℃；退火温度为790～830℃，缓冷速率为1～5℃/s，缓冷终点温度为690～715℃，快冷速率为10～50℃/s，过时效温度为300～320℃；
所述双相钢的化学成分按重量百分比计为：C 0.08～0.10％，Si 0.50～0.60％，Mn 2.00～2.20％，V 0.040～0.060％，Al 0.03～0.05％，P≤0.010％，S≤0.002％，N≤0.003％，余量为Fe及不可避免杂质。
本发明采用分段式加热可以调节加热速率，使得再结晶和奥氏体化过程分开，有利于提高组织均匀性；此外，随着加热速率的逐步降低，有利于两相区温度的精确控制(调节铁素体与奥氏体比例)；其重点在于再结晶和奥氏体化过程分开，及加热速率的逐步降低，若未注意以上问题，可能导致钢带组织均匀性差。
本发明方法中机组速度实际上控制了每段工艺的时间，随着带钢厚度的逐渐变厚机组速度依次降低，即在各工艺段的时间相对延长，使材料单位体积内获得的热/冷量尽量一致，保证各工艺段获得相对稳定的组织比例(如两相区过程中的铁素体-奥氏体比例、缓冷过程中生成的取向附生铁素体、快冷过程中的马氏体)；若机组速度未按厚度进行划分，可能导致不同厚度规程产品间性能差异较大。
平整机的作用为给钢板施加一个小变形的轧制过程，其作用除改善板形外，还可调整屈服强度，随着钢板厚的增加平整延伸率也相应改变，实现材料屈服强度的稳定控制；若平整延伸率未随厚度变化而变化，会导致不同厚度规格间产品屈服强度波动大。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
780DP高扩孔冷轧双相钢的制备方法，具体工艺如下：
A、冶炼工序：经过冶炼工艺，制备如表1所示化学成分的双相钢板坯；其中，在转炉中控制原有铁水V含量，而不是额外添加钒铁合金；连铸过程中，拉坯速度为1.0m/min；
表1实施例1冷轧双相钢化学成分(wt.％)
编号 厚度 C Si Mn P S N Als V
1 1.2mm 0.085 0.50 2.10 0.007 0.004 0.0020 0.043 0.042
2 1.6mm 0.091 0.53 2.05 0.006 0.005 0.0030 0.040 0.048
B、热轧工序：将板坯经过加热、除磷、粗轧、精轧和层流冷却后获得热轧卷，具体热轧工艺参数如表2所示；
表2实施例1冷轧双相钢热轧主要工艺参数
编号 加热温度/℃ 精轧开轧温度/℃ 终轧温度/℃ 卷取温度/℃ 热轧厚度/mm
1 1235 1068 866 660 3.0
2 1230 1075 859 665 3.5
C、酸轧工序：将热轧卷酸洗后，冷轧成薄带钢，其中编号1的薄带钢厚度为1.2mm，冷轧压下率为60％；编号2的薄带钢厚度1.6mm，冷轧压下率为54％；
D、连续退火工序：将冷轧薄带钢经连续退火工艺处理后制成所需产品。
充分发挥连退机组能力，在加热过程中进行分级(三段式)加热，第一段为预热段，利用加热废气的回收热来加热带钢，预热段出口的带钢温度为150℃，第二段为加热一段，用辐射管将带钢加热至720℃，第三段为加热二段，利用辐射管将带钢加热至820℃。根据带钢厚度的不同，机组速度控制在80m/min-140m/min，产品厚度每增加0.4mm，机组速度降低30m/min；三段式加热分别对应的加热速度分别为4.52～7.78℃/s、1.76～3.06℃/s和0.30～0.54℃/s。
退火温度范围为：790～830℃先以1～5℃/s缓冷速率冷却至690～710℃，随即以10～50℃/s的快冷速率冷却至300～320℃，最后冷却至室温。
平整延伸率范围为0.35～0.65％，材料厚度每增加0.4mm平整延伸率降低0.10％。
具体连续退火工艺参数如表3所示：
表3实施例1连续退火主要工艺参数
编号 退火温度/℃ 缓冷速率/℃/s 快冷开始温度/℃ 快冷速率℃/s 过时效温度/℃
1 806 3 695 37 300
2 814 4 704 32 305
经上述工艺制备的编号1中冷轧双相钢的头中尾微观组织如图1、图2、图3所示，按照GB/T228-2010《金属材料室温拉伸试验方法》测试上述冷轧双相钢性能，其力学性能如下表4所示：
表4实施例1冷轧双相钢力学性能
Figure BDA0002390671270000051

Claims (5)

1.增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a 冶炼工序：根据高扩孔冷轧双相钢的化学成分进行冶炼，铸造成板坯；
b 热轧工序：将板坯经过加热、除磷、粗轧、精轧和层流冷却后获得热轧卷；
c 酸轧工序：将热轧卷经过酸洗后，冷轧成为冷轧薄带钢；
d 连续退火工序：将冷轧薄带钢经过连续退火后，制得高扩孔性能冷轧双相钢；其中，加热分为预热段、加热一段和加热二段，预热段出口带钢温度为140~160℃，加热一段将带钢加热至700~725℃，加热二段将带钢加热至790~830℃；退火温度为790～830℃，缓冷速率为1～5℃/s，缓冷终点温度为690～715℃，快冷速率为10～50℃/s，过时效温度为300～320℃；步骤d中，预热段、加热一段和加热二段的加热速度分别为4.52~7.78℃/s、1.76~3.06℃/s和0.30~0.54℃/s；
所述双相钢的化学成分按重量百分比计为：C 0.08～0.10％，Si 0.50～0.60％，Mn2.00～2.20％，V 0.040～0.060％，Al 0.03～0.05％，P≤0.010％，S≤0.002％，N≤0.003％，余量为Fe及不可避免杂质；
步骤d中，退火时，机组速度为80~140m/min，冷轧双相钢厚度每增加0.4mm，机组速度降低30m/min；
步骤d中，平整延伸率为0.35~0.65%，冷轧双相钢厚度每增加0.4mm，平整延伸率降低0.10%。
2.根据权利要求1所述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，其特征在于：高扩孔冷轧双相钢的厚度为0.8~2.0mm。
3.根据权利要求2所述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，其特征在于：步骤a中，连铸的拉坯速度为0.9~1.3m/min。
4.根据权利要求3所述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，其特征在于：步骤b中，加热温度为1200～1260℃，精轧开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为850～900℃，卷取温度为620～700℃，热轧厚度为2.5～4.0mm。
5.根据权利要求4所述增强780DP高扩孔冷轧双相钢均一性的方法，其特征在于：步骤c中，冷轧压下率为40%~70%，并且钢板厚度每增加0.2mm，冷轧压下率降低3%。
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