一種高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板及其制造方法技術

本發明專利技術提供一種高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板，該鋼板成分按重量百分比計如下：C?0.15％～0.65％，Si0.50％～3.50％，Mn1.10～7.00％，P≤0.50％，S≤0.030％，Al0.02％～5.00％，及V≤0.50％，Ti≤0.20％，Nb≤0.20％，B≤0.005％中的至少一種；其余為Fe和一些不可避免的雜質元素；還含有Ca≤0.004％，Mg≤0.004％中的至少一種。方法：鋼板連續熱鍍鋁生產線加熱到750℃-950℃，保溫溫度750℃-950℃；鋼板在連續熱浸鍍鋁生產線加熱及保溫溫度在奧氏體區，冷卻至680℃～700℃進入鋁硅鍍液或者緩冷至奧氏體和鐵素體的兩相區接著快冷至680℃～700℃進入鋁硅鍍液，出鍍液后迅速風冷至貝氏體轉變區，之后快速冷卻到鋼的Ms點和Mf點之間溫度。該鋼屈服強度大于700MPa，抗拉強度大于900MPa，伸長率大于10％，節約能源。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于熱浸鍍鋁鋼板制造領域，尤其涉及一種高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板及其制造方法。
技術介紹
熱浸鍍鋁硅鋼材是把預處理過的鋼鐵材料浸入熔融的鋁硅合金中，保溫一定時間取出，使其表面鍍上一層鋁硅合金鍍層。鋁硅鍍層鋼板具有耐高溫、耐腐蝕等特點，并且具有良好的表面外觀，特別適于在高溫環境中使用。鋁硅鍍層鋼板具有良好的耐高溫性，在溫度低于450℃時，鋁硅鍍層鋼板會保持光亮的外觀，直到500℃以上才開始氧化和變色。由于鋁和鐵發生相互擴散，并增厚了其難熔而又致密的鐵鋁合金層，其耐熱性與不銹鋼409相當。鋁硅鍍層鋼板還具有優異的耐腐蝕性，由于鋁表面氧化作用所形成的致密Al2O3氧化膜，將鋼基和氧化介質隔絕，使鍍層即使在很惡劣的環境條件下也不至于導致進一步腐蝕，因而其抗腐蝕作用很強，對硝酸、海水等也有好的耐蝕性，鋁硅鍍層鋼板耐腐蝕性遠遠大于鍍鋅鋼板。鍍鋁鋼板具有以下特性：1、耐高溫性：由于鋼板基材和鍍層組織的特定組合，形成一種鐵鋁合金,使鍍鋁板具有極佳的耐高溫性。在450℃時,可保證極高的反射率。在高于480℃時,鍍層外觀發灰。在高達650℃時，防止鋼板氧化的保護層仍保存完好，未見任何脫落。2、熱反射性：在480攝氏度的高溫下，鍍鋁板可反射80％的進射熱量。因此鍍鋁板可制成高效的隔熱屏障或者在高溫應用中的熱反射器，通過有效的熱反射使爐內溫度迅速升高。3、機械強度：在室溫下,鍍鋁板的機械強度與其基材的機械強度一致。在同樣的480℃的高溫下,鍍鋁鋼板的強度是鋁板強度的10倍因此鋼板厚度可至少減少30％。4、耐蝕性：在熱浸鍍加工過程中,熔融的鋁立即與空氣中的氧反應形成一層Al2O3保護層,使鋼板表面立即鈍化。這個保護層非常穩定且不溶于水，即使后來鋼板表面被劃傷，這個保護層也具有自愈功能。因此，鍍鋁板對化學腐蝕有極強的耐蝕性。5、生態特性：未化學鈍化的鍍鋁板對健康無影響,因而可用于食品加工。很多專業團體的測試報告證實其對人體無害屬環保產品。鍍鋁板完全可以循環利用。鍍鋁板可以和不銹鋼媲美但是價格僅為不銹鋼的三分之一左右，被廣泛用于：1，汽車、摩托車消聲器、排氣管、油箱。2，燃燒爐、熱交換器、干燥機、空調等。3，家庭用熱水器、煤氣爐、面包箱、煙囪、微波爐、食品加工機械、電烤箱、炊具。還可以用于建筑物的蓋板、墻壁、頂棚及其它隔熱部件等。6、其他：可用標準MAG和TIG焊接加工?？蛇M行拉伸、沖壓、拉管等成形加工。涂層具有持久的光澤、更優秀的耐蝕性和抗風化性性能?，F有的鍍鋁產品主要包括冷沖壓成型系列鋼板、低合金系列鋼板，強度級別較低，造成鋼材的利用效率不高，常規的高強度鋼材，隨著強度的提高，鋼板成型性能降低，沖壓時易出現開裂、回彈大、形狀穩定差等缺陷。為解決此問題，本專利技術提供了一種高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板及其制造方法，可以大幅度的提高熱浸鍍鋁鋼板的強度等級，同時還具有良好的塑韌性，節約貴重金屬消耗，提高資源的利用效率。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述問題和不足而提供一種高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板及其制造方法，解決現有熱浸鍍鋁鋼板強度較低，資源利用率低的問題。本專利技術目的是這樣實現的：一種高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板，該鋼板的成分按重量百分比計如下：C0.15％～0.65％，Si0.50％～3.50％，Mn1.10～7.00％，P≤0.50％，S≤0.030％，Al0.02％～5.00％，及V≤0.50％，Ti≤0.20％，Nb≤0.20％，B≤0.005％中的至少一種；其余為Fe和一些不可避免的雜質元素。鋼板的成分還含有按重量百分比計：Ca≤0.004％，Mg≤0.004％中的至少一種。高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板，組織組成為：鐵素體+馬氏體+粒狀貝氏體+殘余奧氏體，其體積分數分別占總量為鐵素體0％～30％，馬氏體30％-70％，粒狀貝氏體20％～60％，殘余奧氏體5％～20％；且馬氏體和貝氏體的體積分數之和在70％以上，殘余奧氏體分布于馬氏體、貝氏體晶粒之間或馬氏體內部。成分設計理由如下：C碳在本專利技術的鋼中不以固溶強化為主，但影響所有的相變過程，并控制最終的組織和力學性能。不同的組織轉變對于碳含量的要求差異很大，如為保證有較大的鐵素體轉變區，需控制其在較低含量；為保證馬氏體轉變的順利進行，需要一定的碳含量；為保證過冷奧氏體的穩定性，需要其有較高的碳含量；為保證焊接性能，要求限制碳含量，因此選擇C含量為0.15％～0.65％。Si是非碳化物形成元素，具有較高的固溶強化效果，可促進C向奧氏體富集，對鐵素體中固溶的C有“清除”和“凈化”作用，Si不溶于滲碳體，因此能夠阻礙通過碳擴散反應的奧氏體-滲碳體轉變，穩定奧氏體，使得殘余奧氏體在室溫下得以穩定存在。此外，Si可抑制馬氏體板條間碳化物的析出，從而有利于獲得馬氏體板條間存在殘余奧氏體的組織，因此選擇Si含量為0.01％～3.50％，。Mn，錳是典型的奧氏體穩定化元素，可提高鋼的淬透性，并起到一定的固溶強化作用，Mn作為擴大γ相區的元素，會降低A3、A1臨界點，可推遲珠光體轉變并降低貝氏體轉變溫度，但同時也推遲并延長鐵素體轉變，使貝氏體區右移，從而使鋼種對控冷工藝條件的敏感性略為減小。高的Mn含量易在雙相組織中引起強化相帶狀分布，從而造成性能的不均勻，因此選擇Mn含量1.10～5.00％。P≤0.50％，固溶強化元素，抑制滲碳體的析出。S≤0.030％，鋼中的雜質元素，越少越好。Al，對奧氏體形態的影響與Si相似，也是作為非碳化物形成元素，促進C向奧氏體富集并抑制滲碳體的析出。Al還可形成AlN析出，起到一定的細化晶粒作用，因此選擇Al含量為0.02％～3.00％。V，Ti，Nb:V，Ti，Nb對晶粒細化、相變行為、奧氏體中C富集發揮顯著作用。固溶狀態的Nb延遲熱變形過程中靜態和動態再結晶和奧氏體向鐵素體的相變，從而擴大動態再結晶終止溫度和Ac3之間的溫度范圍，為在未再結晶區軋制提供了便利。Nb與C和N結合形成細小的碳氮化物也可延遲再結晶，阻止鐵素體晶粒長大，從而具有強的細晶強化效果和較強的析出強化效果。Ti、V具有析出強化的作用,因此V，Ti，Nb含量選擇為V≤0.50％，Ti≤0.20％，Nb≤0.20％，高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板的制造方法，所述成分的鋼經冶煉、鑄造、熱軋、酸洗、冷軋后，鋼板在連續熱鍍鋁生產線加熱到750℃-950℃，保溫溫度750℃-950℃，然后進行熱鍍鋁，鍍鋁后鋼板的組織為鐵素體+馬氏體+粒狀貝氏體+殘余奧氏體或馬氏體+粒狀貝氏體+殘余奧氏體。熱軋板酸洗后也可以直接進行熱浸鍍鋁處理。鋼板在連續熱浸鍍鋁生產線加熱及保溫溫度控制在奧氏體區，冷卻至680℃-700℃進入鋁硅鍍液，出鍍液后以大于20℃/s迅速風冷至300℃-550℃的貝氏體轉變區，空冷3-10s，之后以大于15℃/s的速度快速冷卻到所述鋼的Ms點和Mf點之間的溫度后，再空冷至150℃，然后水淬至50℃以下，鋼的組織為粒狀貝氏體+馬氏體+殘余奧氏體。鋼板也可以在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板，其特征在于，該鋼板的成分按重量百分比計如下：C?0.15％～0.65％，Si0.50％～3.50％，Mn1.10～7.00％，P≤0.50％，S≤0.030％，Al0.02％～5.00％，及V≤0.50％，Ti≤0.20％，Nb≤0.20％，B≤0.005％中的至少一種；其余為Fe和一些不可避免的雜質元素。

【技術特征摘要】
1.一種高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板，其特征在于，該鋼板的成分按
重量百分比計如下：C0.15％～0.65％，Si0.50％～3.50％，Mn1.10～7.00％，
P≤0.50％，S≤0.030％，Al0.02％～5.00％，及V≤0.50％，Ti≤0.20％，
Nb≤0.20％，B≤0.005％中的至少一種；其余為Fe和一些不可避免的
雜質元素。
2.根據權利要求1所述高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板，其特征在于，鋼
板的成分還含有按重量百分比計：Ca≤0.004％，Mg≤0.004％中的至
少一種。
3.根據權利要求1或2所述高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板，其特征在于，
最終組織組成為：鐵素體+馬氏體+粒狀貝氏體+殘余奧氏體，其體積
分數分別占總量為鐵素體0％～30％，馬氏體30％-70％，粒狀貝氏體
20％～60％，殘余奧氏體5％～20％；且馬氏體和貝氏體的體積分數之和在
70％以上，殘余奧氏體分布于馬氏體、貝氏體晶粒之間或馬氏體內部。
4.一種如權利要求1-3任一項所述高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板的制
造方法，其特征在于：所述成分的鋼經冶煉、鑄造、熱軋、酸洗、冷
軋后，鋼板在連續熱鍍鋁生產線加熱到750℃-950℃，保溫溫度
750℃-950℃，然后進行熱鍍鋁。
5.根據權利要求4所述高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板的制造方法,其特
征在于,熱軋板酸洗后直接進行熱浸鍍鋁處理。
6.根據權利要求4所述高強度高韌性熱浸鍍鋁鋼板的制造方法，包括

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【專利技術屬性】
技術研發人員：呂家舜，李鋒，周芳，楊洪剛，劉仁東，王鐵軍，
申請(專利權)人：鞍鋼股份有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21