專利名稱：一種780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高強度冷軋熱鍍鋅鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
降低油耗與提高車身安全性是汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢。減輕汽車自重是降低油耗的有效途徑，這就要求使用厚度更薄的鋼板。然而鋼減薄必然導致汽車車身安全性能的降低， 為緩解這類矛盾，使用高強度及超高強度鋼板是車身設計的必由之路。另一方面，汽車的耐蝕性也成為人們對高檔汽車一個日益增長的要求。雙相鋼(Dual Phase Meel，簡稱DP)顯微組織由多邊形鐵素體和馬氏體( 20%)兩相所構(gòu)成，鐵素體提供了鋼的延性，馬氏體則提供了強度。這種鋼具有屈強點低、 初始加工硬化速率高以及強度和延性匹配好等特點，已成為汽車用高強鋼的首選材料之一。目前汽車用雙相鋼包括熱軋雙相鋼、冷軋雙相鋼和冷軋熱鍍鋅雙相鋼。冷軋熱鍍鋅雙相鋼的主要生產(chǎn)工藝過程包括煉鋼、熱軋、冷軋和CGL(連續(xù)熱鍍鋅)。熱鍍鋅退火工藝與連續(xù)退火工藝不同，在兩相區(qū)奧氏體化后立即快冷，其目的是避開珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)，冷至鍍鋅溫度完成熱鍍鋅，出鍋后以終冷完成奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變。在熱鍍鋅產(chǎn)線上，由于鍍鋅鍋，其冷卻被中斷，因此熱鍍鋅雙相鋼需要添加較高的合金含量。高的C、Mn含量是穩(wěn)定奧氏體并提高雙相鋼強度的重要因素。過量的C會影響焊接性和惡化延伸率，因而C含量應控制在0. 15wt %以內(nèi)。Si元素可以增加C元素向奧氏體中擴散的驅(qū)動力，因而提高奧氏體的穩(wěn)定性以及改善鐵素體的純凈度，獲得良好的強度和延伸率。但是，對于冷軋熱鍍鋅雙相鋼，由于涂鍍性能對鋼板表面質(zhì)量的要求高，因而不能添加Si會影響最終力學性能。浦項，寶鋼等企業(yè)專門建設了采用明火加熱技術(shù)的熱鍍鋅退火生產(chǎn)線，解決含有 Si，Mn等合金元素的鋼種涂鍍難題。但是對于目前普遍使用的噴氣熱鍍鋅退火生產(chǎn)線，還無法解決這種問題。基于以上現(xiàn)狀，必須尋找一種新的780MI^級冷軋熱鍍鋅雙相鋼的合金成分，在新的合金成分體系下，確定與之相匹配的合理工藝，使得具有高的強度和優(yōu)異的伸長率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是基于常規(guī)噴氣冷卻熱鍍鋅生產(chǎn)方法，提供一種780MI^級汽車用冷軋熱鍍鋅雙相鋼及其制備方法，使得冷軋熱鍍鋅雙相鋼在滿足設計強度級別的基礎上，具有更好的焊接性和塑性。本發(fā)明提供了一種780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼，同時，本發(fā)明還提供了基于該冷軋熱鍍鋅雙相鋼的制備方法。本發(fā)明提供一種780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼，其化學成分重量百分比分別為C 0. 10 % 0. 15 %，Si 彡 0. 05 %，Mn 1. 8 % 2. 0 %，Nb :0. 03 % 0. 04 %，Cr :0. 2 % 0. 35 %，Mo :0· 2 % 0. 25 %，P 彡 0. 01 %，S 彡 0. 01 %，Alt :0· 02 % 0. 07 %，N ^ 0. 005%，余量為!^e及雜質(zhì)。本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)上述冷軋熱鍍鋅雙相鋼的方法，包括將鋼水經(jīng)過冶煉的連鑄過程后獲得連鑄坯；將所述連鑄坯經(jīng)過熱軋過程后高溫取卷獲得熱軋板，再將所述熱軋板進行冷軋?zhí)幚淼玫嚼溆矐B(tài)帶鋼；將所述冷硬態(tài)帶鋼進行連續(xù)熱鍍鋅退火工藝，獲得最終成品。進一步地，所述冶煉過程中，第一爐的終點目標溫度為1670 1690°C ；所述冶煉過程中，連澆的終點目標溫度為1660 1680°C ；所述冶煉過程中，采用Al-Fe脫氧，所述Al-Fe的加入量為4kg/t ；所述冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料。進一步地，所述渣料的出鋼下渣量彡80mm,出鋼時間彡4分鐘。所述渣料在出鋼前期開始隨鋼流加入，每爐出鋼量達到1/5前加入800kg小粒白灰和200kg螢石。進一步地，所述冶煉在出鋼過程中，采用微碳Mn-Fe調(diào)Mn。進一步地，所述熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為1220 1280°C ；所述熱軋過程中，終軋溫度為860 900°C ；所述熱軋過程中，卷取溫度為640 700°C。進一步地，所述冷軋過程中冷軋的壓下率為50% 70%。進一步地，所述連續(xù)熱鍍鋅包括冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至220°C實現(xiàn)預熱，其加熱速度8°C /s 12°C /s ；經(jīng)過預熱的帶鋼進一步加熱到790°C 830°C，其加熱速度為1. 5°C /s 4°C /s ；經(jīng)過進一步加熱后的帶鋼在790°C 830°C保溫60s IOOs ；將保溫后所得的帶鋼冷卻至720V 760°C，冷卻速度約為8°C /s 12°C /s ；將經(jīng)過冷卻至720°C 760°C的帶鋼經(jīng)吹氣快冷卻至鍍鋅溫度450°C 460°C，鍍鋅結(jié)束后經(jīng)過氣刀吹刮冷卻至420 430°C ；經(jīng)過氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風冷最后冷卻至250 300°C，冷卻速度約為6°C /s 9°C /s。本發(fā)明提供的化學成分和制備方法所生產(chǎn)的雙相鋼化學成分穩(wěn)定，具有高的強度和優(yōu)異的伸長率，將此類雙相鋼運用到汽車制造業(yè)中，可實現(xiàn)減輕汽車自重，降低油耗，增加汽車的耐蝕性。
圖1為本發(fā)明實施例提供的780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼的顯微組織照片(采用苦味酸偏重亞硫酸鈉溶液浸蝕)，其中，灰黑色為鐵素體基體；亮白色為馬氏體島。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明實施例提供的一種780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼的化學成分重量百分比分別為C0. 10% 0. 15%, Si 彡 0. 05%, Mnl. 8% 2. 0%，NbO. 03% 0. 04%, CrO. 2 % 0. 35 %，MoO. 2% 0. 25%，P 彡 0. 01%，S^O. 01%, AltO. 02 % 0. 07 %，N^O. 005%，余量為!^e及雜質(zhì)。基于上述冷軋鍍鋅雙相鋼的生產(chǎn)方法，包括冶煉，熱軋，冷軋，以及連續(xù)熱鍍鋅退火。其中，冶煉終點目標化學成分的重量百分比分別為C0. 10 0. 15%，S彡0.01%， P彡0. 01% ；冶煉過程中第一爐的終點目標溫度為1670 1690°C ；冶煉過程中連澆的終點目標溫度為1660 1680°C;冶煉過程中采用Al-Fe脫氧，Al-Fe的加入量為4kg/t ；冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料，出鋼前期就開始隨鋼流加入渣料，每爐出鋼量達到1/5前加入 800kg小粒白灰和200kg螢石；之后，采用微碳Mn-i^e調(diào)Mn ；冶煉過程在出鋼過程中，出鋼下渣量彡80mm,出鋼時間> 4分鐘。其中，熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為1220 1280°C ；終軋溫度為860 900°C ； 卷取溫度為640 700°C。該過程中，卷取溫度的高低對冷軋鍍鋅鋼熱軋中間組織和力學性能具有較大影響?？紤]到強度級別，采用高溫終軋與高溫卷取，使得熱軋板的組織為尺寸粗大的多邊形鐵素體晶粒與發(fā)育充分的珠光體，該顯微組織具有相對低的屈服強度。這使得在冷軋變形時軋制力減小，有利于進行冷軋工序。其中，冷軋過程中，冷軋的壓下率為50% 70%，以利于冷軋工藝的進行。其中，連續(xù)退火包括A.冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至220°C實現(xiàn)預熱，其加熱速度8°C /s 12°C /s。該過程中，冷變形的鐵素體發(fā)生回復。B.經(jīng)過預熱的帶鋼進一步加熱到790°C 830°C，其加熱速度為1. 5°C /s 4°C / s該過程實現(xiàn)冷軋鐵素體組織的再結(jié)晶，并且珠光體先轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體并向鐵素體長大。C.經(jīng)過進一步加熱后的帶鋼在790°C 830°C保溫60s 100s。該過程實現(xiàn)部分奧氏體化，鐵素體中的C、Mn元素向奧氏體中轉(zhuǎn)移并在奧氏體中均化。D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至720°C 760°C，冷卻速度約為8°C /s 12°C /s。 該過程使得奧氏體部分轉(zhuǎn)移為鐵素體，C,Mn等元素進一步向奧氏體中聚集。E.將經(jīng)過冷卻至720V 760°C的帶鋼經(jīng)吹氣快冷卻至鍍鋅溫度450°C 460°C， 鍍鋅結(jié)束后經(jīng)歷氣刀吹刮冷卻至420 430°C。該過程中，盡量減少帶鋼在均衡段，爐鼻子和鋅鍋中的逗留時間，避免在高溫下部分奧氏體分解。F.經(jīng)過氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風冷最后冷卻至250 300°C，冷卻速度約為6°C /s 9°C /s。該過程中，奧氏體相轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體相。本發(fā)明提供的780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼，不添加Si元素，改用Cr和Mo提高奧氏體的淬透性。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點描述的更清晰，以下結(jié)合具體的實例加以說明。實施例1，利用本發(fā)明提供的生產(chǎn)方法進行冶煉，冶煉終點目標化學成分的重量百分比分別為c :0. 12%, S :0. 005%, P :0. 008% ；冶煉過程中第一爐的終點目標溫度為 1670 1690°C;冶煉過程中連澆的終點目標溫度為1660 1680°C ；冶煉過程中采用Al-Fe 脫氧，Al-Fe的加入量為4kg/t ；冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料，出鋼前期就開始隨鋼流加入渣料，每爐出鋼量達到1/5前加入800kg小粒白灰和200kg螢石；之后，采用Si-Mn調(diào) Si，采用微碳Mn-i^e調(diào)Mn，使得Mn的質(zhì)量百分比為1.9% ；冶煉過程在出鋼過程中，出鋼下渣量彡80mm，出鋼時間>4分鐘。冶煉完成時，得到化學成分重量百分比分別為C :0. 12%, Si :0. 03%, Mn -.1.9%, P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 02%, N :0. 005%, Cr :0. 25，Mo 0. 22%, Nb :0. 03%，余量為Fe和雜質(zhì)。熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為1250°C ；熱軋終軋溫度為890°C ；熱軋卷取溫度為 6900C。熱軋結(jié)束時，獲得的熱軋板厚度為5. 0mm。冷軋過程中，冷軋的壓下率為50% 70%。冷軋結(jié)束時，獲得厚度為1. 8mm的冷硬態(tài)帶鋼。之后，對上述冷硬態(tài)帶鋼進行連續(xù)熱鍍鋅退火，具體為A.冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至220°C實現(xiàn)預熱，其加熱速度8°C /s 12°C /s。該過程中，冷變形的鐵素體發(fā)生回復。B.經(jīng)過預熱的帶鋼進一步加熱到790°C 830°C，其加熱速度為1. 5°C /s 4°C / s該過程實現(xiàn)冷軋鐵素體組織的再結(jié)晶，并且珠光體先轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體并向鐵素體長大。C.經(jīng)過進一步加熱后的帶鋼在790°C 830°C保溫60s 100s。該過程實現(xiàn)部分奧氏體化，鐵素體中的C、Mn元素向奧氏體中轉(zhuǎn)移并在奧氏體中均化。D.將保溫后所得的帶鋼冷卻至720°C 760°C，冷卻速度約為8°C /s 12°C /s。 該過程使得奧氏體部分轉(zhuǎn)移為鐵素體，C,Mn等元素進一步向奧氏體中聚集。E.將經(jīng)過冷卻至720V 760°C的帶鋼經(jīng)吹氣快冷卻至鍍鋅溫度450°C 460°C， 鍍鋅結(jié)束后經(jīng)歷氣刀吹刮冷卻至420 430°C。該過程中，盡量減少帶鋼在均衡段，爐鼻子和鋅鍋中的逗留時間，避免在高溫下部分奧氏體發(fā)生分解。F.經(jīng)過氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風冷最后冷卻至250 300°C，冷卻速度約為6°C /s 9°C /s。該過程中，奧氏體相轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體相。經(jīng)過以上步驟，獲得的780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼的化學成分質(zhì)量百分比分別為:C :0. 12%, Si :0. 03%,Mn :1. 9%, P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 02%,N 0. 005%, Cr 0. 25，Mo :0. 22%, Nb :0. 03%，余量為 Fe 和雜質(zhì)。其力學性能與寶鋼標準的對比如表1所示.表1本發(fā)明提供的冷軋熱鍍鋅雙相鋼力學性能與寶鋼標準的對比表
權(quán)利要求
1.一種780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼的化學成分重量百分比分別為C :0. 109Π). 15%， Si 彡 0. 05%, Mn :1. 8% 2. 0%, Nb :0. 03% 0· 04%, Cr :0. 2% 0. 35%, Mo :0. 2% 0. 25%, P (0. 01%, S ^ 0. 01%, Alt :0. 02% 0. 07%, N ^ 0. 005%，余量為 Fe 及雜質(zhì)。
2.—種生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述冷軋熱鍍鋅雙相鋼的方法，其特征在于，包括 將鋼水經(jīng)過冶煉的連鑄過程后獲得連鑄坯；將所述連鑄坯經(jīng)過熱軋過程后高溫取卷獲得熱軋板，再將所述熱軋板進行冷軋?zhí)幚淼玫嚼溆矐B(tài)帶鋼；將所述冷硬態(tài)帶鋼進行連續(xù)熱鍍鋅退火工藝，獲得最終成品。
3.如權(quán)利要求2所述的冷軋熱鍍鋅雙相鋼制備方法，其特征在于，所述冶煉過程包括 所述冶煉過程中，第一爐的終點目標溫度為167(T169(TC ；所述冶煉過程中，連澆的終點目標溫度為166(T168(TC ； 所述冶煉過程中，采用Al-Fe脫氧，所述Al-Fe的加入量為4kg/t ； 所述冶煉過程在出鋼過程中，加入渣料。
4.如權(quán)利要求3所述的冷軋熱鍍鋅雙相鋼生產(chǎn)方法，其特征在于 所述渣料的出鋼下渣量< 80mm，出鋼時間> 4分鐘；所述渣料在出鋼前期開始隨鋼流加入，每爐出鋼量達到1/5前加入800 kg小粒白灰和200kg螢石。
5.如權(quán)利要求3所述的冷軋熱鍍鋅雙相鋼制備方法，其特征在于 所述冶煉在出鋼過程中，采用微碳Mn-Fe調(diào)Mn。
6.如權(quán)利要求2所述的冷軋熱鍍鋅雙相鋼制備方法，其特征在于 所述熱軋過程中，連鑄坯加熱溫度為122(TU80°C ；所述熱軋過程中，終軋溫度為86(T90(TC ； 所述熱軋過程中，卷取溫度為64(T70(TC。
7.如權(quán)利要求2所述的冷軋熱鍍鋅雙相鋼制備方法，其特征在于 所述冷軋過程中冷軋的壓下率為509Γ70%。
8.如權(quán)利要求2所述的冷軋熱鍍鋅雙相鋼制備方法，其特征在于， 所述連續(xù)熱鍍鋅包括冷硬態(tài)帶鋼首先加熱至220°C實現(xiàn)預熱，其加熱速度8°C /s^12°C /s ； 經(jīng)過預熱的帶鋼進一步加熱到790°C、30°C，其加熱速度為1. 5°C /s、°C /s ； 經(jīng)過進一步加熱后的帶鋼在790°C 830°C保溫60s 100s ； 將保溫后所得的帶鋼冷卻至720°C 760°C，冷卻速度約為8°C /s^12°C /s ； 將經(jīng)過冷卻至720°C 760°C的帶鋼經(jīng)吹氣快冷卻至鍍鋅溫度450°C、60°C，鍍鋅結(jié)束后經(jīng)過氣刀吹刮冷卻至42(T430°C ；經(jīng)過氣刀到頂輥之間的前端空冷配合后端風冷最后冷卻至25(T30(TC，冷卻速度約為 6 0C /s 9°C /s。
全文摘要
本發(fā)明提供一種780MPa級冷軋熱鍍鋅雙相鋼，其化學成分重量百分比分別為C0.10%~0.15%，Si≤0.05%，Mn1.8%~2.0%，Nb0.03%~0.04%，Cr0.2%~0.35%，Mo0.2%~0.25%，P≤0.01%，S≤0.01%，Alt0.02%~0.07%，N≤0.005%，余量為Fe及雜質(zhì)。還公開了一種所述冷軋雙相鋼的制備方法。依據(jù)本發(fā)明提供的化學成分和制備方法所生產(chǎn)的雙相鋼化學成分穩(wěn)定，具有高的強度和優(yōu)異的伸長率，將此類雙相鋼運用到汽車制造業(yè)中，可實現(xiàn)減輕汽車自重，降低油耗，還可增加汽車的耐蝕性。
文檔編號C23C2/40GK102433509SQ20111043956
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者劉光明, 劉廣會, 姜英花, 騰華湘, 鄺霜 申請人:首鋼總公司