CN116607072A - 一种锌铝镁合金镀层高强钢及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锌铝镁合金镀层高强钢及其制备方法，属于钢材制造技术领域，所述锌铝镁合金镀层高强钢包括钢板基材，以及钢板基材表面的锌铝镁合金镀层；以质量分数计，所述钢板基材的化学成分为：C:0.03％～0.25％,Si:≤0.18％，Mn:0.5％～1.2％，P:≤0.025％,S:≤0.006％,Alt:0.02％～0.06％，N:0.002％～0.004％，Nb:0.010％～0.025％，Ti:0.015％～0.09％，其余为Fe和杂质。本申请通过单一基材、同一工艺流程设计及工艺参数差异化控制，实现多种规格锌铝镁合金镀层高强钢的制备，提高了不同厚度规格高强钢产品性能稳定性，大大缩短了生产工序，降低了生产成本。

Description

一种锌铝镁合金镀层高强钢及其制备方法

技术领域

本申请涉及钢材制造技术领域，尤其涉及一种锌铝镁合金镀层高强钢及其制备方法。

背景技术

目前，0.8～2.0mm薄规格热镀锌铝镁镀层450MPa级高强钢主要采用冷轧-热镀锌工艺生产，而2.0～6.0mm厚规格钢带则由传统热连轧产线供基料，经过酸洗、连续热镀锌工序完成热镀锌高强钢的生产。因此，对于制备不同厚度规格的同一强度级别锌铝镁合金镀层高强钢，现有技术需匹配不同化学成分的钢板基材，生产工序复杂且能耗及生产成本较高。

发明内容

本申请提供了一种锌铝镁合金镀层高强钢及其制备方法，以解决对于制备不同厚度规格的同一强度级别锌铝镁合金镀层高强钢，现有技术需匹配不同化学成分的钢板基材而导致生产成本高的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种锌铝镁合金镀层高强钢，所述锌铝镁合金镀层高强钢包括钢板基材，以及钢板基材表面的锌铝镁合金镀层；

以质量分数计，所述钢板基材的化学成分为：

C:0.03％～0.25％,Si:≤0.18％，Mn:0.5％～1.2％，P:≤0.025％,S:≤0.006％,Alt:0.02％～0.06％，N:0.002％～0.004％，Nb:0.010％～0.025％，Ti:0.015％～0.09％，其余为Fe和来自制备所述钢板基材的杂质；

所述锌铝镁合金镀层高强钢的厚度规格包括0.8～6.0mm中任意一种规格。

进一步地，以质量分数计，所述C元素含量为0.04％～0.19％。

进一步地，以质量分数计，所述Mn元素含量为0.5％～0.9％。

进一步地，以体积分数计，所述钢板基材的金相组织包括65～95％铁素体和5～35％珠光体。

进一步地，以质量分数计，所述锌铝镁合金镀层的成分为：Al：1.0％～12.0％，Mg：

1.0％～3.0％，其余为Zn和来自制备所述锌铝镁合金镀层的杂质。

进一步地，所述锌铝镁合金镀层高强钢的屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥510MPa，断后伸长率(A80)≥14％。

第二方面，本申请提供了一种第一方

面所述的锌铝镁合金镀层高强钢的制备方法，所述制备方法包括：

采用多模式薄板坯连铸连轧产线工艺，得到含有所述钢板基材相同化学成分的热轧卷；

将所述热轧卷采用酸镀产线工艺，得到所述锌铝镁合金镀层高强钢；

其中，所述多模式薄板坯连铸连轧产线工艺采用的轧制模式包括单坯轧制模式、半自动无头轧制模式和全自动无头轧制模式中的至少一种。

进一步地，采用多模式薄板坯连铸连轧产线工艺，得到含有所述钢板基材相同化学成分的热轧卷具体包括：

得到含有所述钢板基材相同化学成分的钢水；

将所述钢水进行冶炼并连铸，得到连铸坯；

将所述连铸坯进行加热，得到加热坯；

将所述加热坯进行粗轧、电磁感应加热、精轧、层流冷却、卷取和冷却，得到含有所述钢板基材相同化学成分的热轧卷；

其中，所述连铸坯于辊底式隧道均热炉中进行加热，所述辊底式隧道均热炉包括固定段和移动段，用于实现多模式薄板坯连铸连轧产线工艺中不同模式轧制。

进一步地，根据预定锌铝镁合金镀层高强钢的厚度d采用不同轧制模式，具体为：

0.8mm≤d＜2.5mm，采用全自动无头轧制模式；

2.5mm≤d＜4.0mm，采用半自动无头轧制模式或全自动无头轧制模式；

4.0mm≤d≤6.0mm，采用单坯轧制模式。

进一步地，所述热轧卷酸镀产线工艺中，根据预定锌铝镁合金镀层高强钢的厚度d采用不同工艺参数，具体为：

0.8mm≤d＜2.5mm，热轧卷酸镀产线工艺参数包括：目标均热温度为650～760℃，快冷出口温度为430℃～470℃；

2.5mm≤d＜4.0mm，热轧卷酸镀产线工艺参数包括：目标均热温度为640～730℃，快冷出口温度为420℃～470℃；

4.0mm≤d≤6.0mm，热轧卷酸镀产线工艺参数包括：目标均热温度为630～740℃，快冷出口温度为410℃～470℃。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供了一种锌铝镁合金镀层高强钢及其制备方法，采用单一成分基材制备0.8～6.0mm的不同规格锌铝镁合金镀层高强钢，通过各组分的合理设计、同一工艺流程设计及工艺参数差异化控制，保证了不同厚度规格高强钢产品性能稳定性，大大缩短了现有生产工序，降低了生产成本及后续回收再利用成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例提供的一种锌铝镁合金镀层高强钢的制备方法的流程示意图；

图2是本发明实施例制得的规格为1.0mm的锌铝镁合金镀层高强钢的截面金相显微组织图；

图3是本发明实施例制得的规格为3.5mm的锌铝镁合金镀层高强钢的截面金相显微组织图；

图4是本发明实施例制得的规格为6.0mm的锌铝镁合金镀层高强钢的截面金相显微组织图；

图5是本发明实施例制得的规格为1.0mm的锌铝镁合金镀层高强钢的镀层表面质量表征图；

图6是本发明实施例制得的规格为3.5mm的锌铝镁合金镀层高强钢的镀层表面质量表征图；

图7是本发明实施例制得的规格为6.0mm的锌铝镁合金镀层高强钢的镀层表面质量表征图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

目前，0.8～2.0mm薄规格热镀锌铝镁镀层450MPa级高强钢主要采用冷轧-热镀锌工艺生产，而2.0～6.0mm厚规格钢带则由传统热连轧产线供基料，经过酸洗、连续热镀锌工序完成热镀锌高强钢的生产。如果薄、厚规格钢带匹配相同成分，由于工艺路线不同，不同规格成品性能一致性难以保证，影响下游客户加工使用；如若不同规格钢板匹配不同成分，则增加了钢板生产、制造和回收的复杂性。此外，薄规格钢带的常规冷轧-热镀锌工艺、供厚规格热镀锌基板的传统热连轧工艺的生产流程均过长，能耗及生产成本较高。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

第一方面，本申请提供了一种锌铝镁合金镀层高强钢，所述锌铝镁合金镀层高强钢包括钢板基材，以及钢板基材表面的锌铝镁合金镀层；

以质量分数计，所述钢板基材的化学成分为：

C:0.03％～0.25％,Si:≤0.18％，Mn:0.5％～1.2％，P:≤0.025％,S:≤0.006％,Alt:0.02％～0.06％，N:0.002％～0.004％，Nb:0.010％～0.025％，Ti:0.015％～0.09％，其余为Fe和来自制备所述钢板基材的杂质；

所述锌铝镁合金镀层高强钢的厚度规格包括0.8～6.0mm中任意一种规格。

本申请实施例提供了一种锌铝镁合金镀层高强钢及其制备方法，采用单一成分基材制备0.8～6.0mm的不同规格锌铝镁合金镀层高强钢，通过各组分的合理设计、同一工艺流程设计及工艺参数差异化控制，保证了不同厚度规格高强钢产品性能稳定性，大大缩短了现有生产工序，降低了生产成本及后续回收再利用成本。

本申请中主要化学元素作用和限制范围如下：

C：C是钢中常用的强化元素，是一种间隙固溶原子，可以显著提高带钢的强度，为了获得不低于450MPa的抗拉强度，C含量不得低于0.03％，同时为了兼顾焊接和成形性能，C含量上限不超过0.25％。因此，本发明中C含量控制：0.03％～0.25％。

Si：Si是较强的固溶强化元素，可以提高钢板的强度，但Si是影响表面质量的关键元素，含量过高会导致热轧板卷表面质量恶化，进而在一定程度上影响成品镀层表面质量，为了保证良好的镀层表面质量，本发明中Si含量控制：≤0.18％。

Mn：Mn具有较强的固溶强化效果，含量不宜过低，如若过低则力学性能波动较大，Mn含量不宜低于0.5％。但Mn含量超过1.2％时，容易导致Mn元素偏析，韧性及焊接性能下降。因此，本发明中Mn含量控制：0.5％～1.2％。

P：P易在晶界偏聚导致“冷脆”及焊接性能变差。因此，本发明中P含量控制：≤0.025％。

S：S属于有害的杂质元素，易与Mn结合形成粗大的MnS夹杂，恶化钢板的低温韧性。因此，本发明中S含量控制：≤0.006％。

Al：Al元素作为脱氧剂加入钢中，具有良好的脱氧效果，同时可以降低“冷脆”倾向，提高冲击韧性，Al含量不宜低于0.02％。但Al含量超过0.6％时，合金成本较高且恶化焊接性能。因此，本发明中Alt(钢材中的全铝含量)含量控制：0.02％～0.06％。

N：一般要求控制钢中的N含量，N含量较低时，冶炼工艺成本较高。N含量较高时，易与Ti元素结合形成粗大的TiN析出物，影响Ti的强化效果。因此，本发明中N含量控制：0.002％～0.004％。

Nb：在热轧过程中，Nb具有抑制再结晶，细化原奥氏体晶粒的作用，进而可细化奥氏体相变后形成的铁素体，晶粒细化有利于提高带钢强塑性。然而，Nb含量过高时，由于热强性较高，会增加薄规格钢板带的轧制难度，降低连铸连轧产线的生产稳定性，同时显著增加合金成本。因此，本发明中Nb含量控制：0.010％～0.025％。

Ti：Ti在板坯加热和轧制过程中，可以起到细化晶粒、调控组织均匀性的作用。另外，在卷取和退火镀锌过程中，Ti会以TiC的形式析出，提高铁素体基体强度。Ti作为廉价的合金元素，故本发明中可以添加较高含量的Ti来代替部分Nb、Mn。为了获得理想的力学性能而不显著增加成本，本发明中Ti含量控制：0.015％～0.09％。

作为本发明实施例的一种实施方式，以质量分数计，所述C元素含量为0.04％～0.19％。

作为本发明实施例的一种实施方式，以质量分数计，所述Mn元素含量为0.5％～0.9％。

作为本发明实施例的一种实施方式，以体积分数计，所述钢板基材的金相组织包括65～95％铁素体和5～35％珠光体。

本申请中，所述钢板基材的金相组织包括65～95％铁素体和5～35％珠光体，有利于保证带钢良好的加工性能及优异的低温韧性。

作为本发明实施例的一种实施方式，以质量分数计，所述锌铝镁合金镀层的成分为：Al：1.0％～12.0％，Mg：1.0％～3.0％，其余为Zn和来自制备所述锌铝镁合金镀层的杂质。

本申请中，铝硅镀层耐蚀性能优异，有利于延长锌铝镁合金镀层高强钢的使用寿命。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述锌铝镁合金镀层高强钢的屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥510MPa，断后伸长率(A80)≥14％。

本申请实施例提供的0.8～6.0mm多种规格锌铝镁合金镀层高强钢性能优异，满足了光伏电站对多种厚度规格450MPa级高强钢的高力学性能稳定性、高耐蚀性、低成本需求。

第二方面，本申请提供了一种第一方面所述的锌铝镁合金镀层高强钢的制备方法，如图1所示，所述制备方法包括：

采用多模式薄板坯连铸连轧产线工艺，得到含有所述钢板基材相同化学成分的热轧卷；

将所述热轧卷采用酸镀产线工艺，得到所述锌铝镁合金镀层高强钢；

其中，所述多模式薄板坯连铸连轧产线工艺采用的轧制模式包括单坯轧制模式、半自动无头轧制模式和全自动无头轧制模式中的至少一种。

在传统生产方案，对于同一强度级别的钢种，不同规格的钢板采取不同的生产方案，厚规格的采用热轧方案，薄规格的采用冷轧方案，不同规格钢板要实现相同的性能，由于工艺方案不同，成分也有区别，所得产品性能稳定性也有差异。相较于上述传统工艺，本申请中，通过单一成分、同一工艺流程设计及工艺参数差异化控制，提供了多规格锌铝镁合金镀层高强钢的制备方法，该方法基于多模式薄板坯连铸连轧产线及酸镀产线，具备短流程、低能耗、绿色环保等优势，降低了生产成本，提高了0.8～6.0mm不同厚度规格高强钢的性能稳定性。

作为本发明实施例的一种实施方式，采用多模式薄板坯连铸连轧产线工艺，得到含有所述钢板基材相同化学成分的热轧卷具体包括：

得到含有所述钢板基材相同化学成分的钢水；

将所述钢水进行冶炼并连铸，得到连铸坯；

将所述连铸坯进行加热，得到加热坯；

将所述加热坯进行粗轧、电磁感应加热、精轧、层流冷却、卷取和冷却，得到含有所述钢板基材相同化学成分的热轧卷；

其中，所述连铸坯于辊底式隧道均热炉中进行加热，所述辊底式隧道均热炉包括固定段和移动段，用于实现多模式薄板坯连铸连轧产线工艺中不同模式轧制。

本申请中，采用的多模式薄板坯连铸连轧产线工艺与常规的薄板坯连铸连轧产线的区别在于：多模式薄板坯连铸连轧产线的连铸机出口和粗轧之间设有辊底式隧道均热炉，采用辊底式隧道均热炉对连铸坯进行加热，辊底式隧道均热炉包括固定段和移动段，因而具备钢板坯的下线功能，可实现单坯轧制模式、半自动无头轧制模式或全自动无头轧制模式的多模式运行，从而实现不同厚度规格钢卷的制备。

本发明采用辊底式隧道均热炉进行所述加热处理，具有以下优势：(1)改善了钢板边角温度，提高钢板宽度温度的均匀性，有利于钢板板形的控制，提升钢板性能的均匀性，消除钢板的边部缺陷；(2)为加热过程中更换辊提供缓冲时间；(3)能够实现多模式轧制，为镀锌提供0.8～6.0mm多种规格基板。

在一些具体实施例中，所述连铸的拉速为4.0～6.2m/min；所述连铸坯的厚度为110～123mm；所述固定段的长度为50-55米；所述移动段的长度为25-30米；连铸坯进行加热的温度为1150～1180℃；所述粗轧经过2道次轧制，入口温度为1150～1180℃，出口温度为950-970℃；粗轧坯进行电磁感应加热，出口温度为1100～1220℃；粗轧前和精轧前还包括进行两道次除鳞工艺，主要目的是除去带钢表面氧化铁皮，保证为热基镀锌提供表面质量良好的基板；所述精轧采用5道次轧制，总压下率为75％～80％。精轧工艺参数与热轧卷厚度及轧制模式有关。精轧后经层流冷却至目标温度进行卷取；层流冷却的工作参数包括：为提高性能一致性，层流冷却采取前段集中冷，前段完成70～90％的冷却温降.；卷取的工作参数包括：根据钢板的厚度d而决定。

作为本发明实施例的一种实施方式，根据预定锌铝镁合金镀层高强钢的厚度d采用不同轧制模式，具体为：

0.8mm≤d＜2.5mm，采用全自动无头轧制模式；

2.5mm≤d＜4.0mm，采用半自动无头轧制模式或全自动无头轧制模式；

4.0mm≤d≤6.0mm，采用单坯轧制模式。

本申请中，根据预定锌铝镁合金镀层高强钢的厚度d采用不同轧制模式。在一些具体的实施例中，当厚度d为0.8～2.5mm时，采用全自动无头轧制模式，电磁感应加热温度为1160～1220℃，精轧的入口温度为1000～1050℃，终轧温度为820～850℃，卷取温度为590～620℃；当厚度d为2.5～4.0mm时，采用半自动无头轧制模式或所述全自动无头轧制模式，电磁感应加热温度为1140～1190℃，精轧的入口温度为980～1030℃，终轧温度为820～850℃，卷取温度为580～610℃；当厚度d为4.0～6.0mm时，采用单坯轧制模式，电磁感应加热温度为1100～1150℃，精轧的入口温度为960～1010℃，终轧温度为820～850℃，卷取温度为570～600℃；各温度参数在保证产品力学性能的情况下尽可能低，减少氧化烧损及避免温度系氧化铁皮除不尽影响后续镀锌板的表面质量。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述热轧卷酸镀产线工艺中，根据预定锌铝镁合金镀层高强钢的厚度d采用不同工艺参数，具体为：

0.8mm≤d＜2.5mm，热轧卷酸镀产线工艺参数包括：目标均热温度为650～760℃，快冷出口温度为430℃～470℃；

2.5mm≤d＜4.0mm，热轧卷酸镀产线工艺参数包括：目标均热温度为640～730℃，快冷出口温度为420℃～470℃；

4.0mm≤d≤6.0mm，热轧卷酸镀产线工艺参数包括：目标均热温度为630～740℃，快冷出口温度为410℃～470℃。

本申请中，将所述热轧卷采用酸镀产线工艺，得到所述锌铝镁合金镀层高强钢具体包括：将热轧卷经过拉矫破鳞及酸洗去除氧化铁皮，随后经过在线平整、拉矫得到板形良好、表面结构均匀的酸洗板带；将酸洗带钢进行热镀锌、光整及拉矫得到表面质量良好的锌铝镁合金镀层高强钢。在一些具体实施例中，酸洗工艺中，将卷取所得热轧卷冷却后进行酸洗，酸洗的板带的运行速度为80-300m/min，破鳞拉矫延伸率≤1.8％，所述酸洗工艺的酸洗槽酸洗温度为60～100℃，最后一个漂洗槽温度为40～70℃，铁离子浓度为80～120g/L。酸洗结束后进行在线平整及拉矫，平整延伸率控制在0.6～1.6％，拉矫延伸率0.5±0.2％。镀锌工艺中，先将镀锌基板快速加热至230℃～250℃进行预热，后以8℃/s～18℃/s的加热速率加热至目标均热温度，炉区露点控制在-40℃～-10℃，均热时间40s～120s，随后快冷至目标温度并进入含有锌铝镁镀液的锌锅进行热镀锌，锌锅温度为420℃～470℃，镀锌后带钢的光整延伸率为0.6％～1.2％，拉矫延伸率0.2±0.1％。目标均热温度和快冷出口温度根据带钢厚度进行差异化控制，具体包括：

当厚度为0.8～2.5mm时，目标均热温度为650～760℃，快冷出口温度为430℃～470℃；当厚度为2.5～4.0mm时，目标均热温度为640～730℃，快冷出口温度为420℃～470℃；当厚度为4.0～6.0mm时，目标均热温度为630～740℃，快冷出口温度为410℃～470℃。

均热保温的作用一方面是在一定气氛下对表面进行改性，提高镀层与基板的结合力并提升镀层表面质量，但均热温度不宜过高也不宜过低，一方面对影响成品性能，另一方面影响镀层表面质量，易造成漏镀、脱锌及锌流纹缺陷。由于不同厚度规格钢带的潜热不一致，为保证热镀反应充分稳定，从而保证镀层表面质量及镀层附着力，不同规格钢带的入锅温度须差异化控制。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。

实施例1-3及对比例1-2提供了一种锌铝镁合金镀层高强钢，各例中钢板基材组分含量如表1所示，镀层组分含量如表2所示。

表1实施例1～3及对比例1～2中钢板基材的化学成分(wt.％)

表2实施例1～3及对比例1～2中镀层的化学成分(wt.％)

实施例1-3提供的锌铝镁合金镀层高强钢的制备方法，具体包括：

钢水精炼后经连铸、热轧得到所述化学成分的多种不同厚度规格的热轧卷；

热轧卷经过拉矫破鳞及酸洗去除氧化铁皮，随后经过在线平整、拉矫得到板形良好、表面结构均匀的酸洗板带；

将酸洗带钢进行热镀锌、光整及拉矫得到表面质量良好的锌铝镁合金镀层高强钢；

其中，连铸机出口和粗轧之间设有辊底式隧道均热炉，该辊底式隧道均热炉包括固定段和移动段，因而具备钢板坯的下线功能，可实现单坯轧制模式、半自动无头轧制模式或全自动无头轧制模式的多模式运行，从而实现不同厚度规格钢卷的制备。多模式薄板坯连铸连轧工艺包括：连铸得到连铸坯，对连铸坯加热处理、粗轧前除鳞、粗轧、电磁感应加热、精轧前除鳞、精轧、层流冷却、卷取和冷却得到热轧卷；

所述连铸的拉速为4.0～6.2m/min，所述连铸坯的厚度为110～123mm；

钢板坯加热处理在辊底式隧道均热炉进行，辊底式隧道均热炉包括固定段和移动段，其中所述固定段的长度为50-55米，所述移动段的长度为25-30米，加热处理的温度为1150～1180℃；

粗轧经过2道次轧制，入口温度为1150～1180℃，出口温度为950-970℃；

粗轧坯进行电磁感应加热，出口温度为1100～1220℃；

精轧采用5道次轧制，总压下率为75％～80％；

根据热轧卷的厚度规格决定轧制模式，当厚度为0.8～2.5mm时，采用全自动无头轧制模式，电磁感应加热温度为1160～1220℃，精轧的入口温度为1000～1050℃，终轧温度为820～850℃，卷取温度为590～620℃；当厚度为2.5～4.0mm时，采用半自动无头轧制模式或所述全自动无头轧制模式，电磁感应加热温度为1140～1190℃，精轧的入口温度为980～1030℃，终轧温度为820～850℃，卷取温度为580～610℃；当厚度为4.0～6.0mm时，采用单坯轧制模式，电磁感应加热温度为1100～1150℃，精轧的入口温度为960～1010℃，终轧温度为820～850℃，卷取温度为570～600℃；

酸洗工艺中，将卷取所得热轧卷冷却后进行酸洗，酸洗的板带的运行速度为80-300m/min，破鳞拉矫延伸率≤1.8％，所述酸洗的酸洗槽酸洗温度为60～100℃，最后一个漂洗槽温度为40～70℃，铁离子浓度为80～120g/L。酸洗结束后进行在线平整及拉矫，平整延伸率控制在0.6～1.6％，拉矫延伸率0.5±0.2％；

镀锌工艺中，先将镀锌基板快速加热至230℃～250℃进行预热，后以8℃/s～18℃/s的加热速率加热至目标均热温度，炉区露点控制在-40℃～-10℃，均热时间40s～120s，随后快冷至目标温度并进入含有锌铝镁镀液的锌锅进行热镀锌，锌锅温度为420℃～470℃，镀锌后带钢的光整延伸率为0.6％～1.2％，拉矫延伸率0.2±0.1％。目标均热温度和快冷出口温度为根据带钢厚度进行控制，具体包括：

当厚度为0.8～2.5mm时，目标均热温度为650～760℃，快冷出口温度为430℃～470℃；当厚度为2.5～4.0mm时，目标均热温度为640～730℃，快冷出口温度为420℃～470℃；当厚度为4.0～6.0mm时，目标均热温度为630～740℃，快冷出口温度为410℃～470℃。

实施例1～3对应的连铸连轧轧、酸洗及镀锌中具体的关键工艺参数分别如表3及表4所示。

表3实施例1～3的连铸连轧关键工艺参数

表4实施例1～3的酸洗及热镀锌关键工艺参数

对比例1和对比例2的工艺采用常规热轧-酸洗-冷轧-热镀锌工艺，具体参数如下：

将所述成分的连铸坯加热至1250℃，保温1.8h，粗轧的入口温度为1150℃，精轧入口温度为1030℃，终轧温度为890℃，卷曲温度为580℃，热轧板厚度为4.0mm；热轧卷酸洗后冷轧至1.0mm，冷轧压下率为75％；对冷硬卷进行退火，连续退火温度为760℃，随后冷却至430℃进入锌锅进行热镀锌铝镁；镀锌后的光整延伸率为1.0％。

测试结果：

本例对实施例1-3及对比例1-2提供的锌铝镁合金镀层高强钢进行性能测试，测试结果如表5所示。

测试标准及测试方法：采用ZWICK/Roell 2100拉伸试验机，按照GB/T228.1-2010标准检、抗拉强度和断后延伸率A80；采用D＝2.0a，180°弯曲法评价基板的折弯性能及镀层的附着性。

表5实施例1～3及对比例1～2的力学性能

由实施例1～3可知，通过本发明的成分及制备方法得到不同规格屈服强度450MPa级热镀锌铝镁镀层高强钢拉伸性能如下：屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥510MPa，断后伸长率(A80)≥14％。横向180°弯曲性能良好，基板无开裂，镀层无脱锌，综合力学性能满足光伏电站用钢要求。不同规格带钢拉伸性能相差较小，性能稳定性好，因此不同规格带钢辊压成形及高频焊管成形时的回弹量可精准预测，成材率及生产效率高。

由对比例1及对比例2可知，采用常规冷轧-热镀锌工艺制备力学性能相当的薄规格钢带，须采用不同的化学成分，合金成本更高，能耗及生产成本较高。

综上所述，本发明通过合理地成分设计、同一工艺流程设计及工艺参数差异化控制，提供了0.8～6.0mm多种不同规格锌铝镁合金镀层高强钢及其制备方法，不同规格的带钢显微组织一致(如附图2-4所示；其中，图2是本发明实施例制得的规格为1.0mm的锌铝镁合金镀层高强钢的截面金相显微组织图，图3是本发明实施例制得的规格为3.5mm的锌铝镁合金镀层高强钢的截面金相显微组织图，图4是本发明实施例制得的规格为6.0mm的锌铝镁合金镀层高强钢的截面金相显微组织图)，保证了良好的性能一致性，薄厚规格带钢均具有良好的镀层表面质量(如附图5-7所示；其中，图5是本发明实施例制得的规格为1.0mm的锌铝镁合金镀层高强钢的镀层表面质量表征图，图6是本发明实施例制得的规格为3.5mm的锌铝镁合金镀层高强钢的镀层表面质量表征图，图7是本发明实施例制得的规格为6.0mm的锌铝镁合金镀层高强钢的镀层表面质量表征图)，满足了光伏电站对多种厚度规格450MPa级高强钢的高力学性能稳定性、高耐蚀性、低成本需求；此外该方法基于多模式薄板坯连铸连轧产线及酸镀产线实现在同一工艺流程下制备0.8～6.0mm多种不同规格高强钢，具备短流程、低能耗、绿色环保等优势。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种锌铝镁合金镀层高强钢，其特征在于，所述锌铝镁合金镀层高强钢包括钢板基材，以及钢板基材表面的锌铝镁合金镀层；

以质量分数计，所述钢板基材的化学成分为：

C:0.03％～0.25％,Si:≤0.18％，Mn:0.5％～1.2％，P:≤0.025％,S:≤0.006％,Alt:0.02％～0.06％，N:0.002％～0.004％，Nb:0.010％～0.025％，Ti:0.015％～0.09％，其余为Fe和来自制备所述钢板基材的杂质；

所述锌铝镁合金镀层高强钢的厚度规格包括0.8～6.0mm中任意一种规格。

2.根据权利要求1所述的锌铝镁合金镀层高强钢，其特征在于，以质量分数计，所述C元素含量为0.04％～0.19％。

3.根据权利要求1所述的锌铝镁合金镀层高强钢，其特征在于，以质量分数计，所述Mn元素含量为0.5％～0.9％。

4.根据权利要求1所述的锌铝镁合金镀层高强钢，其特征在于，以体积分数计，所述钢板基材的金相组织包括65～95％铁素体和5～35％珠光体。

5.根据权利要求1所述的锌铝镁合金镀层高强钢，其特征在于，以质量分数计，所述锌铝镁合金镀层的成分为：Al：1.0％～12.0％，Mg：1.0％～3.0％，其余为Zn和来自制备所述锌铝镁合金镀层的杂质。

6.根据权利要求1～5任一项所述的锌铝镁合金镀层高强钢，其特征在于，所述锌铝镁合金镀层高强钢的屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥510MPa，断后伸长率(A80)≥14％。

7.权利要求1～6任一项所述的锌铝镁合金镀层高强钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

采用多模式薄板坯连铸连轧产线工艺，得到含有所述钢板基材相同化学成分的热轧卷；

将所述热轧卷采用酸镀产线工艺，得到所述锌铝镁合金镀层高强钢；

其中，所述多模式薄板坯连铸连轧产线工艺采用的轧制模式包括单坯轧制模式、半自动无头轧制模式和全自动无头轧制模式中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的锌铝镁合金镀层高强钢的制备方法，其特征在于，采用多模式薄板坯连铸连轧产线工艺，得到含有所述钢板基材相同化学成分的热轧卷具体包括：

得到含有所述钢板基材相同化学成分的钢水；

将所述钢水进行冶炼并连铸，得到连铸坯；

将所述连铸坯进行加热，得到加热坯；

将所述加热坯进行粗轧、电磁感应加热、精轧、层流冷却、卷取和冷却，得到含有所述钢板基材相同化学成分的热轧卷；

其中，所述连铸坯于辊底式隧道均热炉中进行加热，所述辊底式隧道均热炉包括固定段和移动段，用于实现多模式薄板坯连铸连轧产线工艺中不同模式轧制。

9.根据权利要求7或8所述的锌铝镁合金镀层高强钢的制备方法，其特征在于，根据预定锌铝镁合金镀层高强钢的厚度d采用不同轧制模式，具体为：

0.8mm≤d＜2.5mm，采用全自动无头轧制模式；

2.5mm≤d＜4.0mm，采用半自动无头轧制模式或全自动无头轧制模式；

4.0mm≤d≤6.0mm，采用单坯轧制模式。

10.根据权利要求7所述的锌铝镁合金镀层高强钢的制备方法，其特征在于，所述热轧卷酸镀产线工艺中，根据预定锌铝镁合金镀层高强钢的厚度d采用不同工艺参数，具体为：

0.8mm≤d＜2.5mm，热轧卷酸镀产线工艺参数包括：目标均热温度为650～760℃，快冷出口温度为430℃～470℃；

2.5mm≤d＜4.0mm，热轧卷酸镀产线工艺参数包括：目标均热温度为640～730℃，快冷出口温度为420℃～470℃；

4.0mm≤d≤6.0mm，热轧卷酸镀产线工艺参数包括：目标均热温度为630～740℃，快冷出口温度为410℃～470℃。