一種冷軋熱鍍鋅雙相鋼及其制造方法技術

冷軋熱鍍鋅雙相鋼板，其基板的按重量百分比計的化學成分為：Ｃ：０．０８～０．１８％，Ｓｉ：０．５０～１．５０％，Ｍｎ：１．５０～２．５％，Ｃｒ：０．１０～１．０％，Ｍｏ：０．０２～０．５％，Ｎｂ：０．００５～０．０５％，Ｔｉ：０．００５～０．０５％，Ｔ．Ａｌ：０．０２～０．０５％，Ｐ：≤０．０２％，Ｓ：≤０．０１％，Ｎ：≤０．００６％，余為Ｆｅ。其制造方法包括：氧氣頂吹轉爐中冶煉，并在加熱鋼包中精煉，然后通過連鑄鑄成板坯，按常規熱軋、酸連軋、熱鍍鋅退火工藝；其中，臨界退火溫度為７６０～８４０℃，在鐵素體和奧氏體兩相區完成；１ＣＲ段冷卻：從退火溫度至鋅池的冷速為１～４０℃／Ｓ；然后，基板進入４５０～４６５℃的鋅池完成鍍鋅處理；再進行２ａＣＲ段冷卻，冷速大于３℃／Ｓ。該鋼種抗拉強度高，屈強比低，可沖壓成型；強度和韌性匹配好；初始加工硬化速率高；無屈服延伸。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及低合金高強鋼，特別是IlSOMpa冷軋熱鍍鋅雙相鋼及其制造方法。
技術介紹
汽車工業發展至今，節能減重、增加安全性、提高車體耐蝕性等已成為人們追 求的目標，因此，采用高強度和鍍鋅鋼板是汽車用鋼發展的必然趨勢。雙相鋼是目前汽車行業應用最為廣泛的高強鋼，汽車用雙相鋼分有熱軋雙相 鋼、冷軋雙相鋼及冷軋熱鍍鋅雙相鋼，目前較為成熟的是冷軋雙相鋼，冷軋熱鍍鋅雙相 鋼已經商業化，抗拉強度級別主要有500MPa、600MPa> 800MPa，而980MPa的冷軋熱 鍍鋅雙相鋼可見報道不多，特別是IlSOMPa冷軋熱鍍鋅雙相鋼目前尚未見報道和相關專 利文獻。US 7311789B2、JP 2006283071A、JP 2006052445A、EP 2028282A1、 CN200410084680.6、CN200380109234.X 等，其中 EP 2028282A1 闡述的成分 0.12 0.18% C, 0.2 0.4% Si，同時也加入少量B等，通過熱鍍鋅退火屈服強度最低可達 580MPa,抗拉強度可達lOOOMPa，延伸率(A80)可達10% ；專利JP 2006283071A是一種生產熱鍍鋅雙相鋼的制造方法，化學成分Si含量較高，利用熱鍍鋅過程中在進鋅鍋之 前在鋼板表面閃鍍一層薄薄的Ni和Ni-Fe，改善了鋼板表面因為元素Si、Mn表面富集引 起的漏鍍現象；專利JP 2006052445A闡述了一種能兼顧生產TRIP和DP鋼的帶有高速冷 卻能力的設備，冷卻速度在10 100°C/s，通過采用不同冷卻速度可生產高強鋼；專利 CN200410084680.6表明的是一種無Si成分的雙相鋼，從退火溫度到鋅池冷速5 16°C / s,出鋅鍋后冷速大于7°C/s，得到抗拉強度大于SOOMPa的低屈強比的雙相鋼，同時由于 不含Si元素而具有良好的表面質量。目前，熱軋雙相鋼最高強度可達到980MPa，冷軋雙相鋼最高可有1200MPa， 而熱鍍鋅雙相鋼目前最高做到980MPa，由于熱鍍鋅退火工藝中必須通過460°C的鋅液溫 度，這個溫度下易發生貝氏體轉變，得到雙相鋼組織變得困難。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種冷軋熱鍍鋅雙相鋼板，其鍍鋅前的基板是冷軋板，以 相變為強化機制，微觀組織是在韌性的鐵素體基體上加上高強度的馬氏體。該鋼種具有 抗拉強度高，大于1180MPa，屈強比低，可沖壓成型；強度和韌性匹配好；初始加工硬 化速率高；無屈服延伸避免了成型后零件表面起皺等優良性能。可用于一些汽車結構 件、防撞件等。并考慮了基板的可焊性。因為熱鍍鋅工藝的特殊性，對于IlSOMPa級的冷軋熱鍍鋅雙相鋼板，成分設計 至關重要，首先，它與冷軋雙相鋼在合金設計上有兩個不同之處，冷軋雙相鋼的退火是 在連退生產線上完成，當冷卻速度足夠大，在成分中主要以價廉的Si、Mn為主加元素 來提高鋼的淬透性，而冷軋熱鍍鋅雙相鋼的生產是在鍍鋅線上完成的，要經過460°C左右的鋅池，故有 兩個問題需要考慮，一是要添加足夠量的合金元素，進一步提高基板的淬 透性，滿足鍍鋅線的冷卻速度，二是要考慮基板的可鍍性，Si、Mn元素過多時在退火過 程中易在表面形成富集，影響鍍鋅時基板的浸潤性，造成漏鍍等鍍鋅缺陷，這就需要用 Cr、Mo元素部分替代Si、Mn等元素，減少其添加量。另一方面，為了達到IlSOMPa 的強度，添加的元素數量和種類必將加大，這些都勢必會影響材料的焊接性，增加生產 成本等。冷軋熱鍍鋅雙相鋼生產中，以Cr、Mo部分替代Si、Mn等這一合金設計原則已 成為共識，且由于Si、Mn添加的限制，使得熱鍍鋅雙相鋼一直在450 980MPa的冷軋 熱鍍鋅雙相鋼中范圍，難以突破再高的強度級別。本專利技術在于為達到IlSOMPa級的強 度，基板為冷軋板，鍍層分有熱鍍鋅及鋅鐵合金化熱鍍鋅，熱鍍鋅退火工藝中在加熱區 采用直燃工藝，使得高Si含量下也能得到滿意的鍍鋅表面質量，且針對本專利技術基板成分 采用相應優化的冷卻、鍍鋅工藝，得到微觀組織為鐵素體加馬氏體和少量貝氏體，馬氏 體含量在30 50%，抗拉強度大于1180MPa，屈服強度690 850MPa，總延伸率大于 8% (50 標距)。根據本專利技術的冷軋熱鍍鋅雙相鋼，其基板的按重量百分比計的化學成分為 C 0.08 ~ 0.18%, Si 0.50 ~ 1.50%, Mn 1.50 ~ 2.5%, Cr 0.10 ~ 1.0%, Mo: 0.02 — 0.5%, Nb: 0.005 — 0.05%, Ti: 0.005 — 0.05%, T.A1 (總招)0.02 — 0.05%, P <0.02%, S <0.01%, N <0.006%, Fe:余量。為了進一步滿足力學性能的命中率和穩定性，優選地，C 0.095 0.12%， Si: 0.8 1.2%，Mn 1.90 ~ 2.5%, Cr 0.40 0.60%，Mo 0.04 0.30%，Nb: 0.005 ~ 0.025%, Ti 0.01 ~ 0.05%, P <0.01%, S <0.006%, N:$0.003%。本專利技術合金設計的理由如下C C是重要的固溶強化元素，是獲得高強度的保證，C含量太低時，同一臨界 退火加熱時鐵素體和奧氏體兩相區內的奧氏體量減少，得到的馬氏體量也相應減少，難 于保證IlSOMPa的強度，C含量太高時，一方面降低韌性，同時影響焊接性。在本專利技術 中控制C為0.08 0.18%,優選C為0.095 0.12%。Si: Si是鐵素體固溶強化元素，強烈提高強度，但一般對于熱鍍鋅雙相鋼來 說，Si含量太高時會直接影響基板的可鍍性，本案采用特殊退火工藝，可消除Si元素對 可鍍性的影響，使得熱鍍鋅雙相鋼成分設計時可適當提高含量，進一步降低成本，改善 延伸率。在本專利技術中控制Si為0.50 1.50%，優選Si為0.8 1.2%。Mn Mn可強烈提高淬透性，提高加工硬化性能，Mn含量過低時，組織中難于 形成足夠量的馬氏體，強化效果差，過高時同樣會影響基板的焊接性。在本專利技術中控制 Mn 為 1.50 2.5%，優選 Mn 為 1.90 2.5%。Cr和Mo: Cr可改善臨界退火時奧氏體的淬透性，當鋼種C含量增加時，可進 一步增加馬氏體數量，另外，Cr可促進C向奧氏體擴散，降低鐵素體的屈服強度。但含 量過高時將破壞延展性。Mo是碳化物形成元素，在臨界加熱區內多數溶解，有效提高奧 氏體的淬透性，有利于獲得強韌性匹配的雙相鋼。Cr、Mo元素均為Si、Mn元素的替代 元素，含量過高時，可增加生產成本，一般Cr+Mo< 0.8%。Ti和Nb: Ti是強碳化物元素，析出強化，細化晶粒。Nb的作用與Ti相似，但比Ti更強 烈，Nb、Ti元素在雙相鋼中不是主導元素，含量不宜過高。在本專利技術中控制 Nb 0.005 ~ 0.05%, Ti 0.005 0.05% ；優選地 Nb 0.005 0.025%，Ti 0.01 0.05%。T.AK總鋁)Al在雙相鋼中的主要功能是脫氧劑，不宜過低，但過高時影響連 鑄生產。在本專利技術中控制T.A1為0.02 0.05%。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冷軋熱鍍鋅雙相鋼板，其基板的按重量百分比計的化學成分為：Ｃ：０．０８～０．１８％，Ｓｉ：０．５０～１．５０％，Ｍｎ：１．５０～２．５％，Ｃｒ：０．１０～１．０％，Ｍｏ：０．０２～０．５％，Ｎｂ：０．００５～０．０５％，Ｔｉ：０．００５～０．０５％，Ｔ．Ａｌ：０．０２～０．０５％，Ｐ：≤０．０２％，Ｓ：≤０．０１％，Ｎ：≤０．００６％，余為Ｆｅ。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張紅，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]