專利名稱：沖壓級低碳鋼熱軋薄板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有良好深沖性能的金屬材料及其制造技術(shù)，尤其涉及一種具有良好深沖性能、低屈服強度、低屈強比、良好塑性、塑性應(yīng)變比高以及可以熱軋生產(chǎn)的薄規(guī)格低碳鋼鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，超薄規(guī)格(厚度小于1.2mm)鋼板在建筑、汽車及飲料等行業(yè)得到了大量應(yīng)用，但是用常規(guī)的熱軋工藝在奧氏體溫區(qū)很難軋出超薄鋼板。傳統(tǒng)工藝是在奧氏體區(qū)熱軋后再以70-80％大變形量冷軋，然后進行罩式或連續(xù)再結(jié)晶退火，采用該工藝的最終產(chǎn)品是冷軋板，工藝復(fù)雜且生產(chǎn)成本較高。隨著軋制技術(shù)的快速發(fā)展，生產(chǎn)這類薄規(guī)格熱軋帶鋼已成為可能，其最小厚度也包含在冷軋板厚度范圍。由于薄規(guī)格熱軋帶鋼軋制過程的熱量損失較大，只能在較低的終軋溫度下軋制，難以實現(xiàn)在低溫下進行奧氏體軋制，對于超薄規(guī)格產(chǎn)品而言，根本不可能采用傳統(tǒng)的奧氏體軋制工藝生產(chǎn)。
鐵素體軋制工藝伴隨著IF鋼的發(fā)展應(yīng)運而生，該技術(shù)不僅可以生產(chǎn)出低成本的IF鋼薄板，而且可以通過隨后的退火生產(chǎn)出高性能的冷軋超深沖IF鋼板。鐵素體區(qū)軋制即相變控制軋制，又稱低溫?zé)釞C械控軋，是近年來發(fā)展起來的一種新軋制工藝。其特點是粗軋在奧氏體區(qū)進行，粗軋后完成奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變，精軋在鐵素體區(qū)進行，鐵素體區(qū)軋制技術(shù)使熱軋超薄帶鋼大批量生產(chǎn)成為可能。這是由于軋制溫度大大降低，低溫單相軋制一方面使生產(chǎn)率大大提高；另一方面，鐵素體區(qū)軋制的帶鋼具有良好的性能，產(chǎn)品質(zhì)量能夠保證；同時，低的板坯加熱溫度能夠降低整個軋制過程能耗，節(jié)省成本，還可減少氧化鐵皮以提高成材率。目前，鐵素體軋制工藝的優(yōu)點僅僅限于IF鋼，大量研究結(jié)果表明，在低碳鋼上采用鐵素體軋制工藝生產(chǎn)熱軋薄板時，薄板的力學(xué)性能及成形性能很不理想，甚至達不到常規(guī)軋制鋼板的水平。所以，開發(fā)出一種適合于鐵素體軋制工藝熱軋薄板生產(chǎn)的低碳鋼，具有重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種具有良好深沖性能、低屈服強度、低屈強比、良好塑性、塑性應(yīng)變比r高的低碳鋼薄板；本發(fā)明的第二目的在于提供合金化處理方法，從而使低碳鋼具有合理的動態(tài)應(yīng)變時效行為及力學(xué)性能，保障良好的深沖性能；本發(fā)明的第三目的在于克服現(xiàn)有低碳鋼薄板生產(chǎn)工藝復(fù)雜的弱點，實現(xiàn)以熱代冷，提供一種制造具有合理力學(xué)性能及成形性能低碳鋼薄板(厚度規(guī)格為0.8-4mm)的熱軋工藝方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種具有良好深沖性能、低屈服強度、低屈強比、良好塑性、塑性應(yīng)變比高以及可以熱軋生產(chǎn)的薄規(guī)格低碳鋼鋼板，鋼板厚度規(guī)格為0.8-4mm，抗拉強度小于350MPa，屈服強度小于240MPa，延伸率大于30％，加工硬化指數(shù)n值為0.20-0.25，塑性應(yīng)變比r值大于1.0。
所述鋼板成分中含有C0.01-0.06％，Mn≤0.40％，S≤0.01％，P≤0.03％，Si≤0.04％，Al0.01-0.05％，Cr1.0-1.5％；余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；以上均為質(zhì)量百分比。
本發(fā)明獲得上述沖壓級低碳鋼熱軋薄板的制造方法，包括以下步驟(1)將板坯加熱至1100-1150℃，然后進行粗軋，粗軋機進口溫度為950-1050℃；(2)出粗軋機后水冷至精軋入口溫度；然后進行精軋，精軋機入口溫度為800-850℃；精軋出口溫度為730-800℃；(3)精軋后進行卷取，卷取溫度為650-720℃；進一步，按照本發(fā)明的方法，在步驟(1)可以將熱軋板坯重新加熱至保溫溫度區(qū)間，也可以將連鑄坯直接冷卻到上述溫度區(qū)間；粗軋可以采用單道次，也可以采用多道次；步驟(2)總壓下率優(yōu)選70-90％；整個軋制過程中也可不分為粗軋與精軋，軋制溫度可按步驟(1)及步驟(2)的粗、精軋入口溫度及精軋出口溫度制定。
又，一種具有良好深沖性能、低屈服強度、低屈強比、良好塑性、塑性應(yīng)變比較高以及可以熱軋生產(chǎn)的薄規(guī)格低碳鋼鋼板，鋼板厚度規(guī)格為0.8-4mm，抗拉強度小于350MPa，屈服強度小于240MPa，延伸率大于30％，加工硬化指數(shù)n值為0.20-0.25，塑性應(yīng)變比r值大于1.0。
所述鋼板成分中含有C0.01-0.06％；Mn≤0.40％；S≤0.01％；P≤0.03％；Si≤0.04％；Al0.01-0.05％；以上均為質(zhì)量百分比；其中，進一步含有以下元素Cr0.3-1.0％；更進一步含有至少一種選自下列的添加元素B0.001-0.005％，Ti0.01-0.03％；Nb0.01-0.03％本發(fā)明獲得上述沖壓級低碳鋼熱軋薄板的制造方法，包括以下步驟(1)將板坯加熱至1100-1150℃，然后進行粗軋，粗軋機進口溫度為950-1050℃；(2)出粗軋機后水冷至精軋入口溫度，然后進行精軋，精軋機入口溫度為800-850℃；精軋出口溫度為730-800℃；(3)精軋后進行卷取，卷取溫度為400-500℃；(4)最后，進行再結(jié)晶退火，退火溫度為600-700℃；進一步，按照本發(fā)明的方法，在步驟(1)可以將熱軋板坯重新加熱至保溫溫度區(qū)間，也可以將連鑄坯直接冷卻到上述溫度區(qū)間；粗軋可以采用單道次，也可以采用多道次；步驟(2)總壓下率優(yōu)選70-90％；整個軋制過程中也可不分為粗軋與精軋，軋制溫度可按步驟(1)及步驟(2)的粗、精軋入口溫度及精軋出口溫度制定。
利用本發(fā)明的方法，能夠生產(chǎn)出屈服強度、屈強比低及塑性、塑性應(yīng)變比高的低碳鋼熱軋薄板，薄板厚度規(guī)格為0.8-4mm，且熱軋板具有良好的成形性能，塑性應(yīng)變比r值大于1.0。
具體實施例方式
實施例1實施過程在連鑄連軋生產(chǎn)線上進行，合金成分為C0.04％；Mn0.30％；S0.005％；P0.01％；Si0.02％；Al0.03％；Cr0.8％；B0.004％。首先，在連鑄機上鑄造板坯，經(jīng)輥底爐加熱至1100℃；然后進行兩道次粗軋，粗軋進口溫度為980℃，鋼坯出粗軋機后層流冷卻，再進行五道次精軋，精軋機進口溫度為820℃，出口溫度為750℃；最后高溫卷取，卷取溫度為680℃。最終熱軋薄板厚度為1.2mm。
所得熱軋薄板的力學(xué)性能如下抗拉強度320MPa，屈服強度220MPa，延伸率32％，加工硬化指數(shù)n值為0.24，塑性應(yīng)變比r值為1.2。
實施例2實施過程在連鑄連軋生產(chǎn)線上進行，合金成分為C0.03％；Mn0.28％；S0.005％；P0.01％；Si0.03％；Al0.04％；Cr1.3％。首先，在連鑄機上鑄造板坯，經(jīng)輥底爐加熱至1100℃；然后進行兩道次粗軋，粗軋進口溫度為980℃，鋼坯出粗軋機后層流冷卻，再進行五道次精軋，精軋機進口溫度為820℃，出口溫度為750℃；最后高溫卷取，卷取溫度為680℃。最終熱軋薄板厚度為1.2mm。
所得熱軋薄板的力學(xué)性能如下抗拉強度325MPa，屈服強度230MPa，延伸率33％，加工硬化指數(shù)n值為0.23，塑性應(yīng)變比r值為1.1。
實施例3實施過程在連鑄連軋生產(chǎn)線上進行，合金成分為C0.04％；Mn0.28％；S0.005％；P0.01％；Si0.02％；Al0.04％；Cr0.5％；B0.003％；Ti0.02％。首先，在連鑄機上鑄造板坯，經(jīng)輥底爐加熱至1100℃；然后進行兩道次粗軋，粗軋進口溫度為980℃，鋼坯出粗軋機后層流冷卻，再進行五道次精軋，精軋機進口溫度為820℃，出口溫度為750℃；最后高溫卷取，卷取溫度為680℃。最終熱軋薄板厚度為1.2mm。
所得熱軋薄板的力學(xué)性能如下抗拉強度315MPa，屈服強度210MPa，延伸率35％，加工硬化指數(shù)n值為0.24，塑性應(yīng)變比r值為1.2。
實施例4
實施過程在連鑄連軋生產(chǎn)線上進行，合金成分為C0.03％；Mn0.20％；S0.005％；P0.01％；Si0.03％；Al0.02％；Cr0.5％；B0.003％；Nb0.02％。首先，在連鑄機上鑄造板坯，經(jīng)輥底爐加熱至1100℃；然后進行兩道次粗軋，粗軋進口溫度為980℃，鋼坯出粗軋機后層流冷卻，再進行五道次精軋，精軋機進口溫度為820℃，出口溫度為750℃；最后高溫卷取，卷取溫度為680℃。最終熱軋薄板厚度為1.2mm。
所得熱軋薄板的力學(xué)性能如下抗拉強度320MPa，屈服強度215MPa，延伸率34％，加工硬化指數(shù)n值為0.23，塑性應(yīng)變比r值為1.1。
實施例5實施過程在連鑄連軋生產(chǎn)線上進行，合金成分為C0.04％；Mn0.30％；S0.005％；P0.01％；Si0.02％；Al0.03％；Cr0.8％；B0.004％。首先，在連鑄機上鑄造板坯，經(jīng)輥底爐加熱至1100℃；然后進行兩道次粗軋，粗軋進口溫度為980℃，鋼坯出粗軋機后層流冷卻，再進行五道次精軋，精軋機進口溫度為800℃，出口溫度為750℃；最后高溫卷取，卷取溫度為700℃。最終熱軋薄板厚度為1.2mm。
所得熱軋薄板的力學(xué)性能如下抗拉強度310MPa，屈服強度210MPa，延伸率35％，加工硬化指數(shù)n值為0.23，塑性應(yīng)變比r值為1.3。
權(quán)利要求
1.一種沖壓級低碳鋼熱軋薄板，具有良好深沖性能、低屈服強度、低屈強比、良好塑性、塑性應(yīng)變比高以及可以熱軋生產(chǎn)的薄規(guī)格低碳鋼鋼板，鋼板厚度規(guī)格為0.8-4mm，抗拉強度小于350MPa，屈服強度小于240MPa，延伸率大于30％，加工硬化指數(shù)n值為0.20-0.25，塑性應(yīng)變比r值大于1.0，所述鋼板成分中含有C0.01-0.06％，Mn≤0.40％，S≤0.01％，P≤0.03％，Si≤0.04％，Al0.01-0.05％，Cr1.0-1.5％；余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；以上均為質(zhì)量百分比。
2.一種制造權(quán)利要求1所述的沖壓級低碳鋼熱軋薄板的方法，包括以下步驟(1)將板坯加熱至1100-1150℃，然后進行粗軋，粗軋進口溫度為950-1050℃；(2)出粗軋機后水冷至精軋入口溫度；然后進行精軋，精軋入口溫度為800-850℃；精軋出口溫度為730-800℃；總壓下率優(yōu)選70-90％；(3)精軋后進行卷取，卷取溫度為650-720℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖壓級低碳鋼熱軋薄板的制造方法，其特征是，其中在步驟(1)可以將熱軋板坯重新加熱至保溫溫度區(qū)間，也可以將連鑄坯直接冷卻到上述溫度區(qū)間，粗軋可以采用單道次，也可以采用多道次。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖壓級低碳鋼熱軋薄板的制造方法，其特征是，整個軋制過程中也可不分為粗軋與精軋，軋制溫度可按步驟(1)及步驟(2)的粗、精軋入口溫度及精軋出口溫度確定。
5.一種沖壓級低碳鋼熱軋薄板，具有良好深沖性能、低屈服強度、低屈強比、良好塑性、塑性應(yīng)變比較高以及可以熱軋生產(chǎn)的薄規(guī)格低碳鋼鋼板，鋼板厚度規(guī)格為0.8-4mm，抗拉強度小于350MPa，屈服強度小于240MPa，延伸率大于30％，加工硬化指數(shù)n值為0.20-0.25，塑性應(yīng)變比r值大于1.0。所述鋼板成分中含有C0.01-0.06％；Mn≤0.40％；S≤0.01％；P≤0.03％；Si≤0.04％；Al0.01-0.05％；以上均為質(zhì)量百分比。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖壓級低碳鋼熱軋薄板，其特征是其進一步含有以下元素Cr0.3-1.0％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的沖壓級低碳鋼熱軋薄板，其特征是其更進一步含有至少一種選自下列的添加元素B0.001-0.005％，Ti0.01-0.03％；Nb0.01-0.03％。
8.一種制造權(quán)利要求7所述的沖壓級低碳鋼熱軋薄板的方法，包括以下步驟(1)將板坯加熱至1100-1150℃，然后進行粗軋，粗軋進口溫度為950-1050℃；(2)出粗軋機后水冷至精軋入口溫度；然后進行精軋，精軋入口溫度為800-850℃；精軋出口溫度為730-800℃；總壓下率優(yōu)選70-90％；(3)精軋后進行卷取，卷取溫度為400-500℃；(4)最后，進行再結(jié)晶退火，退火溫度為600-700℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的沖壓級低碳鋼熱軋薄板的制造方法，其特征是，其中在步驟(1)可以將熱軋板坯重新加熱至保溫溫度區(qū)間，也可以將連鑄坯直接冷卻到上述溫度區(qū)間，粗軋可以采用單道次，也可以采用多道次。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的沖壓級低碳鋼熱軋薄板的制造方法，其特征是，整個軋制過程中也可不分為粗軋與精軋，軋制溫度可按步驟(1)及步驟(2)的粗、精軋入口溫度及精軋出口溫度確定。
全文摘要
本發(fā)明公開一種沖壓級低碳鋼熱軋薄板及其制造方法，這種熱軋薄板具有良好深沖性能、低屈服強度、低屈強比、良好塑性、塑性應(yīng)變比高同時可以熱軋生產(chǎn)；鋼板厚度規(guī)格為0.8－4mm，抗拉強度小于350MPa，屈服強度小于240MPa，延伸率大于30％，加工硬化指數(shù)n值為0.20－0.25，塑性應(yīng)變比r值大于1.0。所述鋼板的成分是C0.01－0.06％，Mn≤0.40％，S≤0.01％，P≤0.03％，Si≤0.04％，Al0.01－0.05％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，同時含有Cr、B、Ti、Nb等合金元素。薄板的制造方法為板坯加熱至1100－1150℃，然后進行粗軋，粗軋進口溫度為950－1050℃；出粗軋機后水冷至精軋入口溫度，然后進行精軋，精軋入口溫度為800－850℃，精軋出口溫度為730－780℃。最后進行650－720℃高溫卷取，或進行400－500℃低溫卷取，然后進行600－700℃再結(jié)晶退火。
文檔編號B21B37/16GK1752261SQ20051001289
公開日2006年3月29日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者蔡大勇, 瘳波, 張春玲, 姚枚, 董海峰, 趙錚錚, 王志勇 申請人:燕山大學(xué)