專利名稱：：具有優(yōu)良成形性的高強(qiáng)度冷軋板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鋼鐵產(chǎn)品
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種成形性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋板及其生產(chǎn)方法。技術(shù)背景'國(guó)內(nèi)外汽車廠普遍采用Stl3和Stl4等軟鋼做汽車的沖壓件，這類鋼在沖壓過(guò)程中鋼板很容易變形，但由于強(qiáng)度低，其抗碰撞和凹陷的能力低，安全性能不好，所以不利于保護(hù)駕乘人員。采用高強(qiáng)鋼板不僅可以解決此類問(wèn)題，同時(shí)，由于鋼的強(qiáng)度的增加，鋼板的厚度也可降低，從而減輕汽車的重量，在能源緊張的今天，就能有效降低油品消耗，提高資源利用率，也有利于汽車廠占領(lǐng)銷售市場(chǎng)。目前，采用磷作為主要強(qiáng)化元素生產(chǎn)高強(qiáng)鋼的工藝國(guó)內(nèi)外都有報(bào)道，雖然工藝相似，但是實(shí)現(xiàn)方式有著明顯的區(qū)別。有的設(shè)計(jì)采用高錳含量，其缺點(diǎn)是鋼的各向異性大。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?9118334.7，名為"高強(qiáng)度加磷鋼及其制造方法"的中國(guó)專利，該專利采用的設(shè)計(jì)方案是高碳、加磷，不添加合金元素，通過(guò)磷在晶界處的偏析，達(dá)到晶粒細(xì)化的目的，實(shí)現(xiàn)鋼的強(qiáng)度的提高，采用該方式生產(chǎn)的產(chǎn)品塑性指標(biāo)不好，造成深加工時(shí)，鋼的成形性不好。還如申請(qǐng)?zhí)枮?00510051717.X，名為"高強(qiáng)度冷軋鋼板及其制造方法"的中國(guó)專利，該專利采用的是高M(jìn)n，高Als，八18含量為0.1%1.0%，冶煉時(shí)需要添加大量的鋁鐵，使成本增加。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提供一種能夠滿足汽車工業(yè)需要，具有優(yōu)良成形性的高強(qiáng)度冷軋板及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的該具有優(yōu)良成形性的高強(qiáng)度冷軋板的化學(xué)成分重量百分比C《0.0040%、Si:0.02%0.15°/。、Mm0.20%1.00%、P:0.02%0.09%、S《0.025o/o、ALS《0.06%、Ti:0.015%0.06%、Nb:0.01%0.05%、N《0.005°/。，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明高強(qiáng)度冷軋板的化學(xué)成分重量百分比優(yōu)選可以是C《0.0040%、Si:0.02%0.10o/o、Mn:0.20o/o0.55%、P:0.02%0.05%、Ti:0.015%0.045%、Nb:0.01%0.04%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；也可以是C《0.0040%、Si:0.02%0.10%、Mn:0.30%0.70%、P:0.05%0.07%、Ti:0.03o/。0.06%、Nb:0.01%0.04%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；還可以是C《0.0040%、Si:0.04%0.15%、Mn:0,70%1.00o/o、P:0.05%0.09%、Ti:0.03%0.06o/o、Nb:0.02%0.05%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明鋼中還可以添加B，其含量重量百分比為0.0003%0.0015%。本發(fā)明所述具有優(yōu)良成形性的高強(qiáng)度冷軋板的生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、熱軋、冷軋、連續(xù)退火、精整，其特點(diǎn)是所述熱軋的鋼坯加熱溫度為11701270°C，熱軋終軋溫度為850960°C，巻取溫度為650760°C;冷軋壓下率為60°/。82%;退火溫度為760880°C，保溫時(shí)間60210s，緩冷段溫度63070(TC，快冷段出口溫度300500°C;平整延伸率0.5%1.0%。本發(fā)明高強(qiáng)度冷軋板所述的冷軋壓下率優(yōu)選為70%75%;所述的退火溫度優(yōu)選為800820°C，保溫時(shí)間優(yōu)選為120180s。本發(fā)明成分設(shè)計(jì)理由本發(fā)明含磷高強(qiáng)度鋼板具有超低碳、微合金化、鋼質(zhì)純凈等特點(diǎn)，具有較低的屈服強(qiáng)度和較高的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)，在鋼中添加了一定的Nb、Ti合金，使鋼中的C、N以第二相的形式在鋼中存在，使鋼具有高的塑性。鋼中添加了P、Mn、Si含量能使鋼的強(qiáng)度提高，但塑性指標(biāo)會(huì)降低，因此，必須制定合理的成份設(shè)計(jì)方案。Ti含量添加過(guò)多將在鋼中以固溶形式存在，同時(shí)，在高溫時(shí)Ti容易與鋼中的P反應(yīng)，生成化合態(tài)的FePTi，F(xiàn)ePTi降低了磷的固溶強(qiáng)化作用，對(duì)鋼的強(qiáng)度降低和r值降低，因此，應(yīng)適量控制鋼中的Ti含量。Ti含量低，鋼中的C、N原子不能完全固定，對(duì)鋼的塑性不利；Ti含量高造成生產(chǎn)成本的浪費(fèi)。本發(fā)明Ti含量控制在0.015%0.06%。為了降低Ti鋼的各向異性，鋼中需要添加一定的Nb，在Ti+Nb處理的高強(qiáng)IF鋼板中，過(guò)量Nb的加入將使鋼中固溶的Nb原子量增多，不利于再結(jié)晶進(jìn)行，使鋼的再結(jié)晶溫度和時(shí)間延長(zhǎng)。Nb含量低，鋼中的C、N原子不能完全固定。本發(fā)明將Nb含量控制在0.01%0.05%?？紤]到鋼中FePTi的析出溫度低于鋼中的C、N與Ti、Nb反應(yīng)的析出溫度，在成分設(shè)計(jì)上理論上應(yīng)考慮到Ti、Nb的添加應(yīng)符合Ti=4*C+3.43*N+1.5S及Nb=7.76*C，在Ti的最大添加量上，應(yīng)保證Ti與鋼中的C反應(yīng)形成析出相后，剩余的固溶C能夠與鋼中的Nb反應(yīng)，以析出相形式存在。P:是一種有害元素，會(huì)增加鋼的脆性，但在低碳鋼中適當(dāng)增加磷含量，對(duì)鋼的成形性能影響不大，但可大大提高鋼的強(qiáng)度。磷含量添加過(guò)低，對(duì)鋼的強(qiáng)度影響不大，過(guò)高則鋼的脆性和偏析，影響塑性，因此，P含量設(shè)計(jì)范圍為0.02%0.09%。Mn在鋼中是固溶強(qiáng)化元素，能改善鋼的強(qiáng)度，同時(shí)，Mn能夠與鋼中的S、Ti、C、N以復(fù)合第二相的形式析出，使鋼中的析出相增大，改善鋼的塑性。Mn含量設(shè)計(jì)范圍為0.20%1.00%，根據(jù)鋼的強(qiáng)度級(jí)別來(lái)調(diào)整鋼中Mn含量上、下限。Si在鋼中是固溶強(qiáng)化元素，改善鋼的強(qiáng)度，但Si含量過(guò)高將影響鋼的塑性。Si含量設(shè)計(jì)范圍為0.02%0.15%，根據(jù)鋼的強(qiáng)度級(jí)別來(lái)調(diào)整鋼中Si含量上、下限。Al:抑制氮在鐵素體內(nèi)的固溶，消除應(yīng)變時(shí)效，提高低溫塑性。B:在超低碳鋼中，P元素容易在晶界處偏析，添加少量B后，由于B在IF鋼中聚集于晶界，使晶界結(jié)合力得以增強(qiáng)，同時(shí)，B抑制了P在晶界處的偏析，克服了晶界脆性。復(fù)合添加B與Nb可使含Ti的IF鋼退火組織晶粒明顯細(xì)化。B元素添加少，起不到上述的作用，B元素添加過(guò)量，容易造成鋼板硬化，影響塑性。本發(fā)明采用了在鋼中添加了一定的Nb、Ti合金及P、Mn、Si等固熔強(qiáng)化元素，使鋼具有低的屈服強(qiáng)度和高的抗拉強(qiáng)度及較好的塑性，適合汽車表面件和內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的使用，同時(shí)，即便該產(chǎn)品在生產(chǎn)中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也容易改判其它產(chǎn)品，能夠降低損失。本發(fā)明工藝路線鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐一精煉(RH)—連鑄一熱連軋一冷軋酸洗機(jī)組一冷軋一連續(xù)退火一精整機(jī)組一包裝。本發(fā)明工藝設(shè)計(jì)理由本發(fā)明熱軋鋼坯加熱溫度為11701270°C，熱軋終軋溫度為850960°C，采用高溫巻取，巻取溫度為650760'C，這是為了確保鋼能夠在再結(jié)晶溫度以上熱軋形成細(xì)小均勻的鐵素體和大而均勻分布的二相粒子。本發(fā)明冷軋工藝通過(guò)合理的壓下率，在獲得高的R值的同時(shí)，能夠獲得高的延伸率。冷軋壓下率的增加，使冷軋后的組織中破碎的再結(jié)晶貯能增加，在冷軋退火過(guò)程中，再結(jié)晶形核質(zhì)點(diǎn)增加，再結(jié)晶開(kāi)始時(shí)間提前。在隨后的保溫階段，晶粒長(zhǎng)大的時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)，有利于得到大的晶粒及第二相的析出、聚集，形成有利織構(gòu)，獲得好的延伸率和R值有利，但是如果冷軋采用的壓下率過(guò)大，會(huì)造成鋼中再結(jié)晶形核質(zhì)點(diǎn)過(guò)多，7而晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自于晶界之間的界面能，界面能界差異增大，這樣，容易造成鋼內(nèi)部晶粒不均勻，影響鋼的延伸率。本發(fā)明將冷軋壓下率控制在60%82%，最佳的壓下率為70%75%，此時(shí)，可以獲得高的R值和高的延伸率。退火保溫階段對(duì)深沖性能至關(guān)重要的纖維織構(gòu)也在此階段形成，因此，退火工藝對(duì)高強(qiáng)IF鋼的深沖性能起決定作用。隨著退火溫度的提高，晶粒增大。這說(shuō)明了退火溫度越高，再結(jié)晶及再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大越充分，對(duì)深沖性能越有利，但鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度將降低，而延伸率和R值、n值增加。因此，需要制定合理的熱處理溫度，既能獲得高的屈服強(qiáng)度又能獲得好的延伸率和R值、n值是生產(chǎn)含磷鋼熱處理的關(guān)鍵。本發(fā)明退火溫度為760°C880°C，最佳的退火溫度為800°C820°C;合理的保溫時(shí)間是60210s，最佳的保溫時(shí)間為120180s，能夠獲得強(qiáng)度和塑性等綜合性指標(biāo)都非常好的效果。含磷鋼不能夠重新退火，因?yàn)橹匦峦嘶鸷?，將使鋼中的FeTiP相的析出，TiNbCN較大的復(fù)合二相粒子，發(fā)生回熔。保溫時(shí)間過(guò)短，將使再結(jié)晶不充分，二相粒子不能充分的聚集。使晶粒過(guò)細(xì)，影響鋼的延伸率。保溫時(shí)間的增加為二相粒子的均勻長(zhǎng)大和偏聚提供了時(shí)間，鋼中會(huì)出現(xiàn)TiNbCN較大的復(fù)合二相粒子。但是，隨著保溫時(shí)間的繼續(xù)增加，鋼中細(xì)小的二相粒子，呈現(xiàn)偏聚現(xiàn)象，因此對(duì)晶界的釘扎作用較大，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，對(duì)退火織構(gòu)的發(fā)展不利，阻礙再結(jié)晶織構(gòu)的發(fā)展，影響鋼的延伸率。本發(fā)明將緩冷段溫度控制在630700°C，快冷段出口溫度控制在300500°C，平整延伸率為0.5%1.0%，這有利于獲得好的性能。本發(fā)明含磷高強(qiáng)度鋼板具有超低碳、微合金化、鋼質(zhì)純凈等特點(diǎn)，在鋼中添加了一定的Nb、Ti合金，使鋼中的C、N以第二相的形式在鋼中存在，使鋼具有高的塑性，而且鋼的各向異性比通常的超低碳鋼小。采用相應(yīng)的熱軋、冷軋和退火工藝，生產(chǎn)出的鋼具有良好的成形性和很高的強(qiáng)度，能滿足高強(qiáng)度汽車沖壓件性能指標(biāo)的要求。本發(fā)明成本增加不大，但效果穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益顯著。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。表1為本發(fā)明實(shí)施例鋼板的化學(xué)成分。表2為本發(fā)明實(shí)施例的軋制工藝參數(shù)。表3為本發(fā)明實(shí)施例的連續(xù)退火工藝參數(shù)。表4為本發(fā)明實(shí)施例鋼板的檢測(cè)性能。表l本發(fā)明實(shí)施例鋼板的化學(xué)成分(wt，％)實(shí)施例CSiMnPSAlsTiNNbB10.00210.050.520.0450.0100.0350.0430.00240扁-20.00250.030.540.0410.0110.0330.0250.00340.040-30扁90.090.310.0240.0090.0290.0420扁40扁-40細(xì)70.080.330馬0.0070.0270.0450.00180.039-0.00270.080.600.0630.0070.0270.0470細(xì)80.031-60.00170.050.580.0550.0120.0420.0410.00280.037-70.00280.080.630.0670.0120.0420.0450皿20扁-80扁50.040.680.0690.0120.0420.0550.00290.017-90.00230.090.920.0620扁0.0390.0420扁50扁-100.00210.120.880.0690.0130.0390.0490扁70.028-110扁80.110.760.0830扁0.0290.0530扁70.025-120.00240.090.250.0390.0110.0480.0440扁20.0320扁9130.00180.060.510.0320細(xì)0.0370.0550皿50.0240扁2140.00160.080.920.0550扁0.0420.0330.00250.0440細(xì)69<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.一種具有優(yōu)良成形性的高強(qiáng)度冷軋板，其特征在于該鋼的化學(xué)成分重量百分比為C≤0.0040％、Si0.02％～0.15％、Mn0.20％～1.00％、P0.02％～0.09％、S≤0.025％、ALs≤0.06％、Ti0.015％～0.06％、Nb0.01％～0.05％、N≤0.005％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度冷軋板，其特征在于該鋼的化學(xué)成分重量百分比為Si:0.02%0.10%、Mn:0.20%0.55%、P:0.02%0.05%、Ti:0.015%0.045o/o、Nb:0.01%0.04%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度冷軋板，其特征在于該鋼的化學(xué)成分重量百分比為Si:0.02%0.10%、Mm0.30%0.70%、P:0.05%0.070/o、Ti:0.03%0.06%、Nb:0.01o/o0.04o/o。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度冷軋板，其特征在于該鋼的化學(xué)成分重量百分比為Si:0.04%0.15%、Mn:0.70°/。1.00°/。、P:0.05%0.09%、Ti:0.030/o0.06%、Nb:0.02%0.05%。5.根據(jù)權(quán)利要求l、2、3或4所述的高強(qiáng)度冷軋板，其特征在于鋼中還含有B，其重量百分比為0.0003%0.0015%。6.—種權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述高強(qiáng)度冷軋板的生產(chǎn)方法，包括冶煉、連鑄、熱軋、冷軋、連續(xù)退火、精整，其特征在于所述熱軋的鋼坯加熱溫度為U701270'C，熱軋終軋溫度為850960°C，巻取溫度為650760°C;冷軋壓下率為60%82%;退火溫度為760°C880°C,保溫時(shí)間60210s，緩冷段溫度63070(TC，快冷段出口溫度30050(TC;平整延伸率0.5%1.0%。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強(qiáng)度冷軋板的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的冷乳壓下率為70%750/0。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強(qiáng)度冷軋板的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的退火溫度為800820°C，保溫時(shí)間為120180s。全文摘要本發(fā)明提供一種具有優(yōu)良成形性的高強(qiáng)度冷軋板，其化學(xué)成分C≤0.0040％、Si0.02％～0.15％、Mn0.20％～1.00％、P0.02％～0.09％、Ti0.015％～0.06％、Nb0.01％～0.05％，余量為Fe。其生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、熱軋、冷軋、連續(xù)退火，熱軋的鋼坯加熱溫度1170～1270℃，熱軋終軋溫度850℃～960℃，卷取溫度650～760℃；冷軋壓下率為60％～82％；退火溫度760～880℃，保溫時(shí)間60～210s，緩冷段溫度630～700℃，快冷段出口溫度300～500℃；平整延伸率0.5％～1.0％。本發(fā)明含磷高強(qiáng)度鋼板具有超低碳、微合金化、鋼質(zhì)純凈等特點(diǎn)。在鋼中添加一定的Nb、Ti合金，使鋼具有高的塑性。采用相應(yīng)的軋制和退火工藝，使鋼的性能指標(biāo)達(dá)到高強(qiáng)度汽車沖壓件的要求。文檔編號(hào)C22C38/14GK101684533SQ20081001348公開(kāi)日2010年3月31日申請(qǐng)日期2008年9月27日優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日發(fā)明者叢勁松,寧于,毅何,嵩劉,安曉光,衛(wèi)楊,越王,王春剛,趙永悅,黃秋菊申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司