專利名稱：一種△r≤0.3的IF鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車用鋼及生產(chǎn)方法，具體地為主要用于制造轎車的內(nèi)、外覆蓋 件以及其他超深沖零件的一種ΔΓ<0.3，即具有良好各向同性的無間隙原子鋼(IF鋼)及
生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
超深沖IF鋼(Interstitial-Free Steel)也即“無間隙原子鋼”，自80年代以來， 其已成為國際上汽車板領(lǐng)域研究與生產(chǎn)的熱點(diǎn)。其是繼沸騰鋼、低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼后的第3代 冷軋沖壓用鋼，以優(yōu)良的深沖性能和非時效性被廣泛地應(yīng)用于汽車中的復(fù)雜沖壓件、外覆 蓋板及高成形鍍鋅鋼板的制造。普通IF鋼都是通過合適的化學(xué)成分配比與生產(chǎn)工藝控制來達(dá)到所需要的性能， 具體表現(xiàn)在以下幾個方面極低的屈服強(qiáng)度；高的延伸率；高的塑性應(yīng)變比(r值)和高的 應(yīng)變硬化指數(shù)(η值)；無時效性和適合連續(xù)退火線生產(chǎn)。目前，在含鈦IF鋼的研制生產(chǎn)技術(shù)方面已經(jīng)成熟，產(chǎn)品已經(jīng)批量應(yīng)用于各大汽車 生產(chǎn)廠家。但是，含鈦IF鋼的Ar值普遍偏高，而部分汽車廠家則需要IF鋼除具有良好深 沖性能和其他力學(xué)性能的同時，還具有較低的△!·值，即各向同性要好。國內(nèi)外對IF鋼的研究、應(yīng)用和生產(chǎn)都十分重視。大量的研究表明，IF鋼中的化學(xué) 成分與生產(chǎn)過程中熱軋、冷軋、連續(xù)退火等工藝的控制對IF鋼最終力學(xué)性能有著至關(guān)重要 的影響。在國外，美國的學(xué)者Μ. Hua研究了含鈦和鈮超低碳鋼中的析出行為；德國Preussag 鋼公司研制出含0. 01 0. 03% Ti、在鐵素體區(qū)進(jìn)行熱軋，具有較好的各向同性、F >1.4的 成形性的新型IF高強(qiáng)度鋼板；POSCO鋼鐵公司通過控制微合金元素的成分百分比和合適的 生產(chǎn)控制工藝，研制出拉伸強(qiáng)度340N/mm2、r值高于2. 3、具有優(yōu)異變形性能的超低碳、超深 沖Nb-Ti IF鋼板；MAGNITOGORSK〗J METALL公司也通過控制C、Ti、Nb等元素含量，采用合 適的生產(chǎn)工藝，獲得了具有良好平整表面的冷軋IF鋼板。在國內(nèi)，臺灣中鋼公司、一些科研院所及鞍鋼、本鋼等相關(guān)鋼鐵公司也進(jìn)行了 IF 鋼方面的研究與生產(chǎn)工作。經(jīng)上述檢索發(fā)現(xiàn)，在ΔΓ值IF鋼的研究與生產(chǎn)方面，德國Preussag鋼公司、臺灣 中鋼公司與首鋼總公司做過類似該方面的工作。德國Preussag鋼公司生產(chǎn)的具有較好各 向同性的鋼板，其屬于F相對較低的高強(qiáng)IF鋼，其強(qiáng)度較普通IF鋼高，而深沖性能不及普 通IF軟鋼，其多用于變形復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件的制造；文獻(xiàn)報道的臺灣中鋼公司研制出的高r值、 低ΔΓ值的超低碳含Ti IF鋼，其添加的用于固定C、N的微合金元素主要為Ti，而Ti-IF 鋼的晶粒在高溫下容易長大，對板材后續(xù)的焊接性有影響；專利號為200810119821的中國 專利，其所公開的IF鋼也是高強(qiáng)度的，其化學(xué)成分重量百分比為C:0.005 0.007，Si 0. 02 0. 03、Mn :1· 2 2. 1、P :< 0. 08、S :< 0. 006、N ^ 0. 003、Nb 0. 05 0. 11、B 0. 0005 0. 002,Cr 0. 2 0. 5,Ti 0. 005 0. OUAl 0. 01 0. 04，其抗拉強(qiáng)度在 440MPa 以上，深沖性能與德國Preussag鋼公司相同，即不及普通IF鋼軟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種既能滿足用戶對鋼板的抗拉強(qiáng)度的要 求，而且具有優(yōu)良沖壓成形性能及焊接性能良好、提高所制造汽車零部件外觀質(zhì)量的低Ar 值IF軟鋼及生產(chǎn)方法。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)措施一種Ar彡0.3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C :0. 0009 彡0. 0049，Si 彡 0. 015,Mn 0. 07 0. 21、P 彡 0. 025,Nb 0. 015 0. 049,Ti 0. 01 0. 06,Als 0. 015 0. 07、S :< 0. 015、N:< 0. 005，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其在于C:0· 001 0. 0035。其在于Mn的重量百分比為0. 10 0. 155。其在于=Ti的重量百分比為0. 025 0. 055。生產(chǎn)一種Ar < 0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1220 12800C ；3)粗軋在1050 1100°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋控制終軋溫度為900 960°C ；5)卷取在685 730°C條件下進(jìn)行卷?。?)冷軋控制總壓下率在67 80%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火控制其連續(xù)退火溫度在810 850°C ；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制其在快速冷卻段的冷卻速度在40 60°C / 秒；9)進(jìn)行光整并待用。本發(fā)明的成分設(shè)計理念及各金屬元素的作用本發(fā)明在傳統(tǒng)含鈦IF鋼設(shè)計思路基礎(chǔ)上，通過采用超低C、微合金和極低的S和N 含量，其中微合金采用減鈦增鈮的成分配比，及采用潔凈鋼生產(chǎn)工藝冶煉、熱軋應(yīng)用控軋控 冷工藝、冷軋采用大壓下量和高溫退火，使其鋼種具有低的強(qiáng)度和極高的深沖性能，同時具 備低的△!·值(良好的各向同性)；由于添加了鈮元素，使晶粒得到進(jìn)一步細(xì)化，增強(qiáng)了其 焊接性能。1)C 禾口 N 元素=C 0. 0009 彡 0· 0049，N < 0. 005碳和氮原子在鋼種形成的固溶體都是以間隙固溶體形式存在。超低碳可使鋼板沖 壓成形性能、塑性和韌性大幅提高，穩(wěn)定C元素所需的微合金元素也會減少。在超低氮條件 下，N對于超低碳鋼的性能影響不大。IF鋼的原理就是要讓鋼中的碳和氮形成碳氮化合物， 以第二相粒子的形式析出，使鋼成為無間隙原子狀態(tài)。2)Mn、Si 和 P 元素:Mn 0. 07 0. 21，Si 彡 0. 015，P ^ 0. 025MruSi和P元素屬于常用的固溶強(qiáng)化元素，為了保證鋼板的涂鍍性能，Si含量不能 太高；而P元素雖然強(qiáng)化作用好，但由于本鋼種不需要太高的強(qiáng)度級別，而且P含量過 高，會導(dǎo)致二次冷加工脆性，因此P含量也不能太高；Mn元素含量越高，強(qiáng)度越大，但是塑性
4和r值會降低。3) Nb 和 Ti 元素=Nb 0. 015 0. 049、Ti 0. 01 0. 06在IF鋼中，鈦、鈮與碳、氮結(jié)合成碳氮化合物，以第二相粒子的形式析出，使鋼成 為無間隙原子狀態(tài)。Ti元素對IF鋼的r值和延伸率非常有利，但若單純只添加Ti，鋼種組 織晶粒比較粗大，焊接性能不好；Nb元素可以細(xì)化晶粒，而且對各向同性有利，但Nb元素加 入會提高IF鋼的再結(jié)晶溫度，而且Nb元素價格昂貴，加入量太多會使成本增加。4) S 元素S :< 0.015S易偏析，而且對鋼板質(zhì)量危害比較大，因此S應(yīng)盡可能控制在較低水平。5)Als :Als :0. 015 0. 07加入Al有兩個作用，一方面可以作為脫氧劑使氧降低至較低水平，另一方面可消 除N、0原子對性能的不利影響。但Al含量較高將使鋼的高溫強(qiáng)度和韌性降低，且不利于鋼 的冶煉和澆注。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可替代傳統(tǒng)的超低碳Ti IF鋼，用于沖制汽車內(nèi)外覆蓋件 零件等深沖件。利用該發(fā)明生產(chǎn)出來的IF鋼，由于通過合適的化學(xué)成分與生產(chǎn)工藝控制， 所得產(chǎn)品具有良好得深沖性能，同時具備較低的△!·值，即具有良好的各向同性，焊接性能 也非常優(yōu)異。因此在利用該產(chǎn)品生產(chǎn)轎車內(nèi)外覆蓋件或其他沖壓零件時，所得零件質(zhì)量優(yōu) 異、外表美觀，減少了“凸耳”或沖裂等缺陷的發(fā)生，這樣就無疑對節(jié)省成本，提高生產(chǎn)效率 起到了重要作用，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實施例方式下面作進(jìn)一步描述以下為試驗鋼生產(chǎn)汽車后門后內(nèi)蒙皮件用件實施例1一種ΔΓ彡0. 3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C :0. 0013、Si :0. 015、Mn 0. 15,P 0. 012,Nb 0. 025,Ti 0. OUAls 0. 028, S 0. OlUN 0. 003，其余為 Fe 及不可避免
的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種Δ r < 0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1220 1225°C ；3)粗軋在1050 1055°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋控制終軋溫度為930 935°C ；5)卷取在700 706 °C條件下進(jìn)行卷?。?)冷軋控制總壓下率80%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火控制其連續(xù)退火溫度在840 845 °C ；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制其在快速冷卻段的冷卻速度在59°C /秒；9)進(jìn)行光整并待用。實施例2一種ΔΓ彡0. 3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為=C 0. 0009、Si 0. 013、Mn 0. 13,P 0. OlUNb 0. 015, Ti 0. 03、Als 0. 025, S 0. 012、Ν :0· 003，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種Δ r < 0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1220 1226°C ；3)粗軋在1065 1070°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋控制終軋溫度為900 905°C ；5)卷取在705 710°C條件下進(jìn)行卷取；6)冷軋控制總壓下率80%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火控制其連續(xù)退火溫度在845 850°C ；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制其在快速冷卻段的冷卻速度在53°C /秒；9)進(jìn)行光整并待用。以下為試驗鋼為汽車頂蓋外板用鋼；實施例3一種Ar彡0. 3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為=C 0. 0018、Si 0. 009、Mn 0. 10、P 0. 009、Nb 0. 02、Ti 0. 023、Als 0. 02、S 0. 007、N 0. 004，其余為 Fe 及不可避免
的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種Δ r < 0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1230 1235°C ；3)粗軋在1080 1085°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋控制終軋溫度為915 9200C ；5)卷取在685 690°C條件下進(jìn)行卷取；6)冷軋控制總壓下率78%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火控制其連續(xù)退火溫度在825 830°C ；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制其在快速冷卻段的冷卻速度在48°C /秒；9)進(jìn)行光整并待用。實施例4一種Ar ^ 0. 3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為=C 0. 003、Si 0. 009、Mn 0. 07, P 0. 009, Nb 0. 025, Ti 0. 042、Als 0. 015、S 0. 007、Ν :0· 0035，其余為 Fe 及不可避
免的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種Δ r < 0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1275 1280°C ；3)粗軋在1095 1100°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋控制終軋溫度為920 926°C ；5)卷取在725 730°C條件下進(jìn)行卷?。?)冷軋控制總壓下率79%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火控制其連續(xù)退火溫度在820 825 °C ；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制其在快速冷卻段的冷卻速度在45°C /秒；
6
9)進(jìn)行光整并待用。以下為本試驗鋼制造汽車油箱前安裝支架用鋼實施例5一種Ar彡0. 3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C :0. 0015、Si :0. 008、Mn 0. 14, P 0. 013, Nb 0. 03, Ti 0. 039、Als 0. 022、S 0. 008、Ν :0· 003，其余為 Fe 及不可避免
的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種Δ r < 0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1240 1245°C ；3)粗軋在1075 1080°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋其終軋溫度控制在930 936 °C ；5)卷取在700 705 °C條件下進(jìn)行卷取；6)冷軋控制總壓下率在68%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火在810 815°C條件下進(jìn)行連續(xù)退火；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制冷卻速度在41°C /秒；9)進(jìn)行光整，待用。實施例6一種Ar彡0. 3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C :0. 0015、Si :0. 007、Mn 0. 17、P 0. 015、Nb 0. 029、Ti 0. 039、Als 0. 032、S 0. 013、N 0. 003，其余為 Fe 及不可避
免的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種Ar彡0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1255 1260°C ；3)粗軋在1085 1090°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋其終軋溫度控制在955 960°C ；5)卷取在710 715°C條件下進(jìn)行卷取；6)冷軋控制總壓下率在70%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火在820 825 °C條件下進(jìn)行連續(xù)退火；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制冷卻速度在50°C /秒；9)進(jìn)行光整，待用。以下為試驗鋼制造汽車前圍板用鋼實施例7一種ΔΓ彡0. 3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為=C :0· 0016、Si :0·013、Μη 0. 135, P 0. 007, Nb 0. 032, Ti 0. 028、Als 0. 028、S 0. 0066, N 0. 0032，其余為 Fe 及不可
避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種Ar彡0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1265 1268°C ；3)粗軋在1070 1075°C條件下進(jìn)行粗軋；
4)精軋其終軋溫度控制在940 945 °C ；5)卷取在720 725°C條件下進(jìn)行卷??；6)冷軋控制總壓下率在78%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火在835 840°C條件下進(jìn)行連續(xù)退火；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制冷卻速度在52°C /秒；9)進(jìn)行光整，待用。實施例8一種ΔΓ彡0. 3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C :0. 0016、Si :0. 012、Mn 0. 135、P0. 025、Nb 0. 03、Ti 0. 038、Als 0. 041、S 0. 0068、N 0. 0035，其余為 Fe 及不可
避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種Ar < 0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1230 12380C ；3)粗軋在1060 1065°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋其終軋溫度控制在925 930°C ；5)卷取在695 700°C條件下進(jìn)行卷??；6)冷軋控制總壓下率在76%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火在835 840°C條件下進(jìn)行連續(xù)退火；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制冷卻速度在46°C /秒；9)進(jìn)行光整，待用。以下為試驗鋼制造汽車置物板用鋼；實施例9一種Ar彡0. 3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C :0. 0049、Si :0. 006、Mn 0. 126, P0. 012, Nb 0. 049, Ti 0. 046、Als 0. 029、S 0. 0062, N 0. 0017，其余為 Fe 及不可
避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種Ar彡0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1255 1258°C ；3)粗軋在1075 1080°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋其終軋溫度控制在933 938 °C ；5)卷取在710 716°C條件下進(jìn)行卷??；6)冷軋控制總壓下率在80%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火在840 845 °C條件下進(jìn)行連續(xù)退火；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制冷卻速度在55°C /秒；9)進(jìn)行光整，待用。實施例10一種Ar彡0.3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C :0. 004、Si :0. 008、Mn: 0. 21、P 0. 014、Nb 0. 026、Ti 0. 06、Als 0. 07、S 0. 0065、N 0. 0019，其余為 Fe 及不可避
免的雜質(zhì)。
80154]生產(chǎn)一種ΔΓ < 0. 3的IF鋼的方法，其步驟0155]1)冶煉并連鑄成坯；0156]2)將連鑄坯加熱到1230 12360C ；0157]3)粗軋在1080 1085°C條件下進(jìn)行粗軋；0158]4)精軋其終軋溫度控制在940 946°C ；0159]5)卷取在705 710°C條件下進(jìn)行卷??；0160]6)冷軋控制總壓下率在80%條件下進(jìn)行冷軋；0161]7)連續(xù)退火在840 846 °C條件下進(jìn)行連續(xù)退火；0162]8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制冷卻速度在53°C0163]9)進(jìn)行光整，待用。0164]上述實施例經(jīng)試驗后的力學(xué)性能見表10165]表1經(jīng)試驗后的產(chǎn)品實際力學(xué)性能0166] 通過表1可以看出，本發(fā)明完全能滿足用戶要求，其外觀質(zhì)量好，未產(chǎn)生裂紋等現(xiàn)象。
權(quán)利要求
一種Δr≤0.3的IF鋼，其化學(xué)組分及重量百分比為C0.0009～≤0.0049，Si≤0.015、Mn0.07～0.21、P≤0.025、Nb0.015～0.049、Ti0.01～0.06、Als0.015～0.07、S＜0.015、N＜0.005，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種ΔΓ彡0.3的IF鋼，其特征在于=C 0. 001 0. 0035。
3.如權(quán)利要求1所述的一種ΔΓ彡0.3的IF鋼，其特征在于Mn的重量百分比為 0. 10 0. 155。
4.如權(quán)利要求1所述的一種ΔΓ< 0. 3的IF鋼，其特征在于Ti的重量百分比為 0. 025 0. 055。
5.生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的一種ΔΓ< 0. 3的IF鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成坯；2)將連鑄坯加熱到1220 12800C；3)粗軋在1050 1100°C條件下進(jìn)行粗軋；4)精軋控制終軋溫度為900 960°C；5)卷取在685 730°C條件下進(jìn)行卷??；6)冷軋控制總壓下率在67 80%條件下進(jìn)行冷軋；7)連續(xù)退火控制其連續(xù)退火溫度在810 850°C；8)冷卻采用氬氣或氫氣進(jìn)行，控制其在快速冷卻段的冷卻速度在40 60°C/秒；9)進(jìn)行光整并待用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種Δr≤0.3的汽車用IF鋼及生產(chǎn)方法。其化學(xué)組分及重量百分比C0.0009～≤0.0049，Si≤0.015、Mn0.07～0.21、P≤0.025、Nb0.015～0.049、Ti0.01～0.06、Als0.015～0.07、S＜0.015、N＜0.005，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；步驟冶煉并連鑄成坯；將連鑄坯加熱；粗軋；精軋；卷??；冷軋；連續(xù)退火；冷卻；進(jìn)行光整并待用。本發(fā)明可替代傳統(tǒng)的超低碳Ti-IF鋼，具有良好得深沖性能及較低的Δr值，焊接性能優(yōu)異。所得汽車零件質(zhì)量優(yōu)異、外表美觀，減少了“凸耳”或沖裂等缺陷的發(fā)生。
文檔編號C22C38/14GK101880827SQ20101022446
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者葉仲超, 潘利波, 王輝, 田德新, 胡吟萍, 葛銳, 魏星, 龍安 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司