專利名稱：一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車用鋼及其生產(chǎn)方法，具體屬于用于汽車部件的高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
烘烤硬化鋼(BH)在交貨狀態(tài)屈服強(qiáng)度較低，易于成形，產(chǎn)品經(jīng)過沖壓成形、涂漆烘烤處理后鋼板的屈服強(qiáng)度提高，具有優(yōu)良的沖壓成型性、抗凹陷性和焊接性。由于烘烤硬化鋼在產(chǎn)品特性與汽車用鋼板高強(qiáng)化的趨勢(shì)一致，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外部覆蓋件。烘烤硬化鋼在沖壓前的屈服強(qiáng)度低，冷軋帶鋼晶格中要有少量固溶的碳、氮等間隙原子，薄板經(jīng)塑性變形沖壓成形后，鋼基的位錯(cuò)密度增加，在160 250°C的溫度下經(jīng)過幾分鐘的涂漆烘烤處理，碳、氮等間隙原子以擴(kuò)散方式運(yùn)動(dòng)到位錯(cuò)線附近，由于柯垂?fàn)枤鈭F(tuán)的生成和細(xì)微碳氮化物的析出，而使位錯(cuò)被釘扎，即通過應(yīng)變時(shí)效提高鋼的屈服強(qiáng)度。BH鋼板成分設(shè)計(jì)很大程度上影響著鋼板的力學(xué)性能和成型性能。在本技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)檢索，2005年發(fā)表的北京科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，其名稱為《工藝參數(shù)對(duì)低碳含磷鋼組織和性能的影響及機(jī)理研究》，其公開了組分及重量百分含量為 C 彡 O. 06%, N ^ O. 03 %, Si < O. 03 %, Mn < O. 4 %, S ^ O. 008 %, Al=O. 02 O. 08 %、 P=O. 05 O. 08 %、余量為Fe ;工藝為終軋溫度900°C _910°C，卷取溫度670°C -730°C, 冷軋總壓下量70% -85%，過時(shí)效溫度370 °C -430 °C,時(shí)間100s-300s，連續(xù)退火溫度 7900C -850°C。其存在的不足由于較低的C、Mn含量，需要采用較大的冷軋總壓下量及較高的連續(xù)退火溫度獲得高強(qiáng)度，增加了冷軋機(jī)組生產(chǎn)壓力，設(shè)備損耗及能耗較大。還有JP2008014999 “Low-Yield-Ratio_ Type. High-Strength Cold Rolled Steel Sheet with Excellent Bake Hardening Characteristic and Delayed Natural Aging Characteristic, and Its Manufacturing Method”的專利文獻(xiàn)，該文獻(xiàn)主要通過較高的快冷速度和較低的過時(shí)效溫度獲得高抗拉強(qiáng)度、低屈強(qiáng)比的烘烤硬化鋼，但是其存在的不足是對(duì)于冷卻速度或冷卻過程必須嚴(yán)格控制，工藝的穩(wěn)定性較差，對(duì)機(jī)組的冷卻能力要求也較高，且由于烘烤硬化值過高而易產(chǎn)生時(shí)效。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200910061108. O，名稱為《屈服強(qiáng)度220MPa級(jí)冷軋烘烤硬化鋼及其生產(chǎn)方法》的專利文獻(xiàn)，其存在的不足是冷軋力學(xué)性能不能達(dá)到屈服強(qiáng)度260MPa 級(jí)別，無法滿足市場(chǎng)上汽車部件尤其是汽車內(nèi)外部覆蓋件對(duì)屈服強(qiáng)度的要求，其屈服強(qiáng)度為220MPa級(jí)，采用該專利中的成分和工藝，最高屈服強(qiáng)度不能達(dá)到260MPa，同時(shí)30 80°C /秒的爐內(nèi)冷速容易獲得不平衡轉(zhuǎn)變組織貝氏體或馬氏體，不利于控制并得到穩(wěn)定的烘烤硬化值。日本專利，其申請(qǐng)?zhí)枮镴P2003170969、名稱為《Cold Rolled High Tensile Strength Steel Sheet and Manufacturing Method》的專利文獻(xiàn),其主要是米用添加 Mo、 Ti、Cr等合金元素予以實(shí)現(xiàn)其目的，但存在的不足是合金成分較多，導(dǎo)致成型性不僅難度大，對(duì)用于復(fù)雜的汽車零部件，則必須通過加熱才能保證其成型性的精確度，否則，成型后的尺寸及形狀易產(chǎn)生波動(dòng)，不能滿足用戶要求，并且使煉鋼成本增加；卷取溫度較低，會(huì)導(dǎo)致熱軋生產(chǎn)設(shè)備難以達(dá)到要求。從上述的檢索分析可以看出，有必要開發(fā)一種能降低能耗、節(jié)約成本、簡(jiǎn)化工藝、 工藝穩(wěn)定性好的冷軋BH鋼及生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種在滿足抗拉強(qiáng)度> 360MPa 的前提下，使屈服強(qiáng)度彡260MPa，BH值彡30 MPa，室溫下3個(gè)月不會(huì)發(fā)生自然時(shí)效，且板形不會(huì)產(chǎn)生變化，能耗得以降低的高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼及其生產(chǎn)方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的措施
一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼，其組分及重量百分比為c 0. 11% O. 15%，Mn
O.73% 0· 9%, P 0. 06% 0· 09%, B 0. 001% 0· 004%,并控制Si ( O. 04%, S 彡 O. 015%, N彡O. 005%, Als :彡O. 06%，余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼的方法，其步驟
1)冶煉并連鑄成還;
2)將連鑄坯加熱到1200°C 1300°C，并在此溫度下保溫120 180分鐘；
3)進(jìn)行粗軋，控制鋼板入口溫度在1050°C 1200°C，控制總壓下率在60 90%；
4)進(jìn)行水冷，以5 20°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至950°C 1050°C ；
5)進(jìn)行精軋，控制終軋溫度在860°C 900°C，控制總壓下率在80 95%；
6)進(jìn)行第二次水冷卻，冷卻溫度控制在650°C 710°C;
7)進(jìn)行冷軋，控制總壓下率在58 65%；
8)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度控制在780°C 820°C；
9)進(jìn)行快速冷卻，以25 40°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至370°C 410°C ；
10)進(jìn)行平整，控制平整延伸率在I.8 2. 0%。本發(fā)明中各元素的機(jī)理及作用
C :對(duì)于低碳鋼板來說是一個(gè)最重要的組分，C含量增加，殘留的固溶C也增加，進(jìn)而可以增強(qiáng)鋼板的烘烤硬化性，同時(shí)，為了不降低鋼板的全延伸率(El)和鋼板的應(yīng)變時(shí)效性，C含量不能過高，設(shè)定其含量上限為O. 15% ；
Mn :是提高強(qiáng)度和韌性最有效的元素。但是添加多量的錳，會(huì)導(dǎo)致增加鋼的淬透性，由于焊接硬化層的出現(xiàn)而使裂紋敏感性增高，同時(shí)，沖壓性能降低，為了確保較高的沖壓性能和焊接性能，設(shè)定其含量上限為O. 9% ；
B:提高連續(xù)退火快冷段鋼板的淬透性，在給定連續(xù)退火工藝條件更易獲得優(yōu)良的烘烤硬化性能，但是含量過高時(shí)B將在晶界偏聚，晶界斷裂脆性增加，設(shè)定其含量上限為
O.004% ；
P:是不使沖壓性能降低、提高強(qiáng)度的最有效元素，但添加量過大會(huì)有損鋼板的焊接性， 設(shè)定其含量上限為O. 09%。本發(fā)明采用低冷軋壓下率的目的
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，前者強(qiáng)調(diào)在合金元素P對(duì)提高強(qiáng)度的影響下，采用較高溫度的終軋和卷取下，降低了冷軋總壓下率；并通過增加平整延伸率在I. 8^2. 0%，以在剛剛消除屈服平臺(tái)的條件下獲得最高的烘烤硬化值；也不需要很高的快冷速率來控制鋼中鐵素體含量，也不需要很大的冷軋總壓下率來細(xì)化晶粒，對(duì)冷軋機(jī)組冷卻和軋制能力要求不高，并對(duì)板形控制十分有利，還可降低能耗；能使鋼板得屈服強(qiáng)度> 260MPa，抗拉強(qiáng)度> 360MPa, 斷后伸長(zhǎng)率彡28%，BH值彡30 MPa，室溫下3個(gè)月不發(fā)生自然時(shí)效。


附圖為本發(fā)明的金相組織圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述
實(shí)施例I:
一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼，其組分及重量百分比為c :0. 11%，Mn :0. 83%，P :0. 06%, B
O.0015%, Si 0. 04%, S 0. 010%, N 0. 0045%, Als 0. 058%，余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)步驟
1)冶煉并連鑄成還;
2)將連鑄坯加熱到1200°C 1210°C，并在此溫度下保溫120分鐘；
3)進(jìn)行粗軋，控制鋼板入口溫度在1050°C 1055°C，控制總壓下率在90%；
4)進(jìn)行水冷，以5°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至1000°C ；
5)進(jìn)行精軋，控制終軋溫度在860°C 865°C，控制總壓下率在90%；
6)進(jìn)行第二次水冷卻，冷卻溫度控制在708°C；
7)進(jìn)行冷軋，控制總壓下率在59%；
8)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度控制在780°C 785°C；
9)進(jìn)行快速冷卻，以25°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至410°C ；
10)進(jìn)行平整，控制平整延伸率在I.8%。實(shí)施例2:
一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼，其組分及重量百分比為c :0. 12%，Mn :0. 73%，P :0. 09%, B
O.001%, Si :0. 035%, S :0. 009%, N :0. 004%, Als :0. 055%，余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)步驟
1)冶煉并連鑄成還;
2)將連鑄坯加熱到1250°C 1260°C，并在此溫度下保溫130分鐘；
3)進(jìn)行粗軋，控制鋼板入口溫度在1065°C 1070°C，控制總壓下率在81%；
4)進(jìn)行水冷，以8°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至980°C ；
5)進(jìn)行精軋，控制終軋溫度在865°C 870°C，控制總壓下率在86%；
6)進(jìn)行第二次水冷卻，冷卻溫度控制在695°C；
7)進(jìn)行冷軋，控制總壓下率在61%；
8)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度控制在785V 790°C；
9)進(jìn)行快速冷卻，以30°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至385°C ；
10)進(jìn)行平整，控制平整延伸率在I.9%。實(shí)施例3:
5一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼，其組分及重量百分比為C :0. 125%，Mn :0. 78%，P :0. 069%, B 0. 0019%, Si 0. 032%, S 0. 0095%,N O. 0038%,Als 0. 048%，余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)步驟
1)冶煉并連鑄成還;
2)將連鑄坯加熱到1210°C 1220°C，并在此溫度下保溫160分鐘；
3)進(jìn)行粗軋，控制鋼板入口溫度在1045°C 1050°C，控制總壓下率在60%；
4)進(jìn)行水冷，以20°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至1010°C ；
5)進(jìn)行精軋，控制終軋溫度在870°C 875°C，控制總壓下率在80%；
6)進(jìn)行第二次水冷卻，冷卻溫度控制在650°C；
7)進(jìn)行冷軋，控制總壓下率在65%；
8)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度控制在815°C 820°C;
9)進(jìn)行快速冷卻，以40°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至405°C ；
10)進(jìn)行平整，控制平整延伸率在2.0%。實(shí)施例4
一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼，其組分及重量百分比為c :0. 135%，Mn :0. 87%，P :0. 075%, B 0. 0025%, Si 0. 02%, S 0. 004%, N 0. 0038%, Als 0. 04%，余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)步驟
1)冶煉并連鑄成還;
2)將連鑄坯加熱到1260°C 1270°C，并在此溫度下保溫140分鐘；
3)進(jìn)行粗軋，控制鋼板入口溫度在1075°C 1080°C，控制總壓下率在75%；
4)進(jìn)行水冷，以16°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至1050°C ；
5)進(jìn)行精軋，控制終軋溫度在895°C 900°C，控制總壓下率在94%；
6)進(jìn)行第二次水冷卻，冷卻溫度控制在688°C；
7)進(jìn)行冷軋，控制總壓下率在65%；
8)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度控制在805°C 810°C；
9)進(jìn)行快速冷卻，以36°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至385°C ；
10)進(jìn)行平整，控制平整延伸率在I.95%。實(shí)施例5
一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼，其組分及重量百分比為c :0. 15%，Mn :0. 76%，P :0. 07%, B
O.004%, Si :0. 04%, S :0. 0095%, N :0. 0045%, Als :0. 054%，余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)步驟
1)冶煉并連鑄成還;
2)將連鑄坯加熱到1290°C 1300°C，并在此溫度下保溫180分鐘；
3)進(jìn)行粗軋，控制鋼板入口溫度在1195°C 1200°C，控制總壓下率在87%；
4)進(jìn)行水冷，以10°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至1100°C ；
5)進(jìn)行精軋，控制終軋溫度在880°C 885°C，控制總壓下率在95%；
6)進(jìn)行第二次水冷卻，冷卻溫度控制在710°C；
7)進(jìn)行冷軋，控制總壓下率在63%；
8)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度控制在810°C 815°C；9)進(jìn)行快速冷卻，以32°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至370°C ；
10)進(jìn)行平整，控制平整延伸率在1.85%。
表1為上述各實(shí)施例經(jīng)檢測(cè)后的結(jié)果列表
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼，其組分及重量百分比為C :0. 11% O. 15%，Mn O. 73% 0· 9%, P 0. 06% 0· 09%, B 0. 001% 0· 004%,并控制Si ( O. 04%, S ≤ O. 015%, N≤O. 005%, Als :彡O. 06%，余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.生產(chǎn)權(quán)利要求I所述的一種高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼的方法，其步驟1)冶煉并連鑄成還;2)將連鑄坯加熱到1200°C 1300°C，并在此溫度下保溫120 180分鐘；3)進(jìn)行粗軋，控制鋼板入口溫度在1050°C 1200°C，控制總壓下率在60 90%；4)進(jìn)行水冷，以5 20°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至950°C 1050°C ；5)進(jìn)行精軋，控制終軋溫度在860°C 900°C，控制總壓下率在80 95%；6)進(jìn)行第二次水冷卻，冷卻溫度控制在650°C 710°C;7)進(jìn)行冷軋，控制總壓下率在58 65%；8)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度控制在780°C 820°C；9)進(jìn)行快速冷卻，以25 40°C/秒冷卻速度將鋼板冷卻至370°C 410°C ；10)進(jìn)行平整，控制平整延伸率在I.8 2. 0%。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于汽車部件的高強(qiáng)冷軋低碳磷硼鋼及其生產(chǎn)方法。其組分及重量百分比為C0.11%～0.15%，Mn0.73%~0.9%，P0.06%~0.09%，B0.001%~0.004%，并控制Si≤0.04%，S≤0.015%，N≤0.005％，Als≤0.06%，余為Fe；其步驟冶煉并連鑄成坯；將連鑄坯加熱；粗軋；水冷；精軋；第二次水冷卻；冷軋；連續(xù)退火；快速冷卻；平整，控制平整延伸率在1.8～2.0%。本發(fā)明強(qiáng)調(diào)在剛剛消除屈服平臺(tái)的條件下能獲得最高的烘烤硬化值；不需要很高的快冷速率來控制鋼中鐵素體含量，也無需大的冷軋總壓下率來細(xì)化晶粒，板形控制好，能降低能耗；能使鋼板的屈服強(qiáng)度≥260MPa，BH值≥30MPa，室溫下3個(gè)月不發(fā)生自然時(shí)效。
文檔編號(hào)C22C38/04GK102605237SQ20121008839
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者孫方義, 尹云洋, 方芳 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司