CN114277321A

CN114277321A - 一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板及其制备方法

Info

Publication number: CN114277321A
Application number: CN202111643826.6A
Authority: CN
Inventors: 胡小强; 佟铁印; 李春诚; 李霞
Original assignee: Bengang Steel Plates Co Ltd
Current assignee: Bengang Steel Plates Co Ltd
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-04-05

Abstract

本发明提供一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板及其制备方法，所述低合金冷轧钢板的成分及各成分的重量百分比为：C：0.065～0.075，Si：0.10～0.40，Mn：1.2～1.4，Ti：0.01～0.03，Nb：0.02～0.40，Al：0.02～0.06，P：≤0.020，S：≤0.010，其余为Fe及不可避免杂质；所述制备方法中，热轧过程的加热温度为1170℃～1230℃，终轧温度为870℃～910℃，卷曲温度为570℃～610℃。本发明的技术方案通过合理的、经济的、低成本成分设计并有效地控制各工序的关键工艺参数，生产出厚度0.8mm～2.5mm综合力学性能优异的冷轧产品，满足汽车用户要求。

Description

一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板及其制备方法

技术领域

本发明涉及冷轧钢板领域，具体而言，尤其涉及一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板及其制备方法。

背景技术

随着汽车车身轻量化成为减少废气排放和降低燃油消耗的有效方法，轻量化材料被汽车生产大量采用。近年来，为适应现代汽车工业减重、节能的发展需求，国内外的钢铁企业都在加大汽车用冷轧高强度钢板的研制与开发力度。500MPa级汽车用低合金冷轧钢板目前国内具备生存能力的钢厂均可生产，但是钢板的强度和韧性以及生产工艺的成本控制灯方面均有待改善。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板及其制备方法，通过合理的、经济的、低成本成分设计并有效地控制各工序的关键工艺参数，生产出厚度0.8mm～2.5mm综合力学性能优异的冷轧产品，满足汽车用户要求。

本发明采用的技术手段如下：

一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板，所述低合金冷轧钢板的成分及各成分的重量百分比为：C：0.065～0.075，Si：0.10～0.40，Mn：1.2～1.4，Ti：0.01～0.03，Nb：0.02～0.40，Al：0.02～0.06，P：≤0.020，S：≤0.010，其余为Fe及不可避免杂质。

本发明还提供了一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，包括铁水预脱硫处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、热轧、粗轧、精轧、控制冷却、卷取、冷轧开卷、酸洗、冷连轧、连续退火和平整的工序；热轧过程的加热温度为1170℃～1230℃，终轧温度为870℃～910℃，卷曲温度为570℃～610℃。

进一步地，冷轧压下率＞50％。

进一步地，连续退火过程的工艺参数为：保温温度为800℃，缓冷温度为650℃，快冷温度为430℃。

进一步地，平整工序最终达到的平整延伸率满足0.8～1.8±0.1％。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板，成分设计采用了碳、硅、锰，同时添加铌、钛等微合金元素，通过控轧控冷TMCP工艺充分发挥合金元素的强化效果，充分发挥了微合金元素析出强化的作用，同时细化了晶粒；添加钛代替了部分铌，实现低成本设计。

2、本发明提供的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，通过对热轧工艺的控制，采用高温加热，以及设定合理的终轧温度和卷取温度，获得了理想的冷轧原料。

3、本发明提供的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，连续退火温度和平整延伸率的合理设计，确保最终产品强度得以提高并具有良好的塑性，满足了产品的使用要求。

4、本发明提供的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，通过对冷轧压下率的合理控制，使得制备的产品获得了良好的成形性能。

5、本发明提供的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，通过炼钢工序、热轧工序和冷轧工序关键工艺点的合理设计及控制，获得良好的产品性能，力学性能各项指标达到要求，满足产品使用要求。

基于上述理由本发明可在冷轧钢板领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述500MPa级汽车用低合金冷轧钢板热轧组织金相组织图。

图2为本发明所述500MPa级汽车用低合金冷轧钢板冷轧成品组织金相组织图。

图3为本发明提供的冷轧钢板制备方法中连续退火工艺的退火曲线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

冷轧低合金高强钢是在低碳钢中添加少量的铌和/或钛等合金元素，使其与碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在铁素体基体上析出从而提高钢的强度。主要强化机制有固溶强化、析出强化和细晶强化。

碳原子的间隙固溶强化是钢中最经济、最有效的强化方式，同时钢中形成置换固溶元素(如Mn、Si、P等)对强度的提高也具有一定的效果。

晶粒细化是钢最重要的强化方式，同时也是钢铁材料大幅提高韧性的最重要的韧化方式。随着晶粒尺寸的逐步变小，屈服强度上升，韧脆转变温度下降，材料的强度和韧性同时提高。

在普通低合金钢中加入微量Nb、V、Ti，这些元素可以形成碳的化合物、氮的化合物或碳氮化物，在轧制中或轧后冷却时它们可以沉淀析出，起到第二相析出强化作用。

本发明提供了一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板，采用碳锰钢基础上添加适量的合金元素，通过热轧控轧控冷，冷轧连续退火工艺，获得均匀细化的铁素体组织，同时存在部分的珠光体，最终得到产品具有良好的成形性能同时具有较高的强度；

具体地，所述低合金冷轧钢板的成分及各成分的重量百分比为：C：0.065～0.075，Si：0.10～0.40，Mn：1.2～1.4，Ti：0.01～0.03，Nb：0.02～0.40，Al：0.02～0.06，P：≤0.020，S：≤0.010，其余为Fe及不可避免杂质。

本发明还提供了一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，包括铁水预脱硫处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、热轧、粗轧、精轧、控制冷却、卷取、冷轧开卷、酸洗、冷连轧、连续退火和平整的工序；热轧过程的加热温度为1170℃～1230℃，确保奥氏体的原始晶粒度和合金的固溶程度；终轧温度为870℃～910℃，终轧温度过低易进入两相区轧制，不但增加了钢的变形抗力而且也降低了钢的塑性形成，可能导致出现混晶及出现带状组织织构，造成组织和性能的不均匀性。终轧温度过高，进入奥氏体再结晶区，晶粒尺寸粗大从而得到的形变晶粒尺寸也较粗大，起不到细化晶粒的作用；卷曲温度为570℃～610℃，，温度高时析出物尺寸较大，影响沉淀析出强化效果，同时对韧性不利，温度降低加大了过冷度，使析出物大量弥散析出，并且尺寸细小，大大提升了析出强化的效果；同时温度过低过冷度增加，会使铁素体数量减少，形成粗大的贝氏体，使韧性恶化；本发明通过对热轧工艺温度的合理设计，能够得到理想的强度和显微组织，如图1所示。

进一步地，冷轧压下率＞50％，冷轧压下率的提高，有利于形变储存能增加，再结晶驱动力增大，导致形核率和长大率同时增加，但是形核率的增加速率大于长大率，使得再结晶后的晶粒细化。

进一步地，如图3所示，连续退火过程的工艺参数为：保温温度为800℃，缓冷温度为650℃，快冷温度为430℃，通过退火可以得到介于完全轧制硬化和完全再结晶的组织之间的状态，得到软的、有良好成形性能的组织。

本发明通过对冷轧和连续退火工艺的设计，能够在提高材料的强度同时改善材料的塑性，如图2所示。

进一步地，平整工序最终达到的平整延伸率满足0.8～1.8±0.1％，按照带钢厚度的1％变形量控制，消除材料的屈服延伸，减少对材料塑性的影响。

实施例1

本实施例提供的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的成分及各成分的重量百分比为：C：0.071，Si：0.38，Mn：1.36，Ti：0.022，Nb：0.038、Als：0.038，P：0.018，S：0.006，其余为Fe及不可避免杂质。

本实施例提供的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的力学性能能够达到：屈服强度527MPa，抗拉630MPa，延伸率(A80)19％；金相组织：F+P；晶粒度：12.4级。

实施例2

本实施例提供的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的成分及各成分的重量百分比为：C：0.074，Si：0.40，Mn：1.38，Ti：0.028，Nb：0.036，Als：0.037，P：0.016，S：0.005，其余为Fe及不可避免杂质。

本实施例提供的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的力学性能能够达到：屈服强度541MPa，抗拉680MPa，延伸率(A80)19％；金相组织：F+P；晶粒度：12.5。

500MPa汽车用低合金冷轧钢板主要应用于加强件及结构件，零件主要采用冲压成型，对材料不仅有强度的要求同时对成形性有一定的要求。本发明提供的低合金冷轧钢板，采用低碳钢微合金化成分设计，以Ti代替部分Nb降低成本，通过控制控冷及合理的退火制度，得到了以铁素体为基体的细晶化组织，在保证强度的同时具备优良的冲压性能，可满足不同用户冲压使用要求，符合绿色、安全、成本等方面的要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板，其特征在于，所述低合金冷轧钢板的成分及各成分的重量百分比为：C：0.065～0.075，Si：0.10～0.40，Mn：1.2～1.4，Ti：0.01～0.03，Nb：0.02～0.40，Al：0.02～0.06，P：≤0.020，S：≤0.010，其余为Fe及不可避免杂质。

2.一种500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，包括铁水预脱硫处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、热轧、粗轧、精轧、控制冷却、卷取、冷轧开卷、酸洗、冷连轧、连续退火和平整的工序，其特征在于，热轧过程的加热温度为1170℃～1230℃，终轧温度为870℃～910℃，卷曲温度为570℃～610℃。

3.根据权利要求2所述的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，其特征在于，冷轧压下率＞50％。

4.根据权利要求2所述的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，其特征在于，连续退火过程的工艺参数为：保温温度为800℃，缓冷温度为650℃，快冷温度为430℃。

5.根据权利要求2所述的500MPa级汽车用低合金冷轧钢板的制备方法，其特征在于，平整工序最终达到的平整延伸率满足0.8～1.8±0.1％。