專利名稱：用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼。
背景技術(shù)：
熱浸鍍鋅低合金高強(qiáng)鋼板現(xiàn)大量采用冷軋后連續(xù)退火工藝生產(chǎn)，被廣泛用于汽車結(jié)構(gòu)件成形，如后隔板橫梁、門外板加強(qiáng)件等。該鋼種一般采用復(fù)合合金化設(shè)計(jì)，以Nb、Ti合金化為基礎(chǔ)，添加S1、Mn等元素提高鋼板強(qiáng)度。按GT/T2518-2008對(duì)該鋼種的要求，以HX260LAD+Z 為例，其成分為:C ( 0.11%, Si ( 0.5%, Mn ( 0.60%, P ( 0.025%，S 彡 0.025%,Alt 彡 0.015%, Nb ( 0.09%, Ti ( 0.15%，余量為 Fe。該鋼種的實(shí)際使用中有如下問題:硅元素在鋼板退火過程中會(huì)向鋼板表面富集，在鋼板表面形成氧化物顆粒，造成鍍鋅層粘附性下降。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，為了保證鍍層的粘附力，一般采用較低的硅含量，并同時(shí)使用較高含量的鈮和鈦以保證屈服強(qiáng)度性能。但是使用較多的鈮、鈦元素，會(huì)明顯提高該鋼種的冶金成本，同時(shí)無法利用含銅量較高的廢鋼，不利于鋼材的回收和再利用。銅元素在鋼鐵中可以起到析出強(qiáng)化的作用，其析出相包括ε-Cu和Cu2S兩種。目前含銅鋼的研究大致有兩類。一類是在熱軋低合金高強(qiáng)鋼中添加較多的Cu元素，其重量百分?jǐn)?shù)往往超過0.5%，通過長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)效處理而獲得ε-Cu沉淀粒子。該類鋼主要依靠C、Nb.T1.Mn等進(jìn)行強(qiáng)化，銅的強(qiáng)化作用沒有充分發(fā)揮。此外，由于在鋼中添加了超過0.3%的銅，對(duì)鋼的焊接性能會(huì)有一定的影響，同時(shí)有可能引起“熱脆”性，造成軋制開裂。另一類是在超低碳鋼中添加較少的Cu元素，重量百分?jǐn)?shù)往往不超過0.3%，形成了 Cu2S析出相。該類鋼中含有較多的Ti和/或Nb元素，不僅浪費(fèi)了 T1、Nb，而且T1、Nb等強(qiáng)碳、硫、氮化合物形成元素不利于Cu2S析出相的·形成。這兩類鋼均是利用多種元素對(duì)鋼進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)化，不利于降低冶金成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種含銅量低的同時(shí)還能降低冶金成本的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:0.04% 彡 C 彡 0.11%，0.4% 彡 Mn 彡 1.4%, 0.02% 彡 Cu 彡 0.2%, 0.01% 彡 Si 彡 0.05%,P^0.025%, S^0.025%, Alt 彡 0.015%，余量為 Fe 和微量元素。進(jìn)一步地，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比優(yōu)選值為:C:0.1%，Si:0.01%, Mn:0.45%, P:0.01%, S:0.008%, Cu:0.02%, Alt:0.053%，其余為Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到30%，屈服強(qiáng)度達(dá)到300MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到400MPa。進(jìn)一步地，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比優(yōu)選值為:
C:0.11%, Si:0.03%, Mn:1.4%, P:0.01%, S:0.018%, Cu:0.2%, Alt:0.065%，其余為
Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到20%，屈服強(qiáng)度達(dá)到440MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到500MPa。進(jìn)一步地，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比優(yōu)選值為:C:0.04%, Si:0.02%, Mn:0.6%, P:0.02%, S:0.01%, Cu:0.1%，Alt:0.053%，其余為Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到25%，屈服強(qiáng)度達(dá)到330MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到430MPa。進(jìn)一步地，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比優(yōu)選值為:C:0.08%, Si:0.05%, Mn:0.6%, P:0.02%, S:0.008%, Cu:0.15%, Alt:0.04%，其余為Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到21%，屈服強(qiáng)度達(dá)到400MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到470MPa。進(jìn)一步地，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比優(yōu)選值為:C:0.07%, Si:0.03%, Mn:0.8%, P:0.02%, S:0.009%, Cu:0.09%, Alt:0.055%，其余為Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到22%，屈服強(qiáng)度達(dá)到360MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到450MPa。本發(fā)明提供的一種用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，在使用較低硅含量的同時(shí)，采用較少的銅元素代替Nb、Ti等貴金屬元素對(duì)低合金高強(qiáng)鋼進(jìn)行強(qiáng)化，在不產(chǎn)生熱軋開裂傾向的情況下可以達(dá)到GT/T2518-2008的要求，保障高強(qiáng)鋼性能的同時(shí)，還大大降低了冶金成本。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼中的Cu2S析出物照片； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼的金相組織照片。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼的工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:0.04% 彡 C 彡 0.11%，0.1% 彡 Mn 彡 1.4%, 0.02% 彡 Cu 彡 0.2%, 0.01% 彡 Si 彡 0.05%,P彡0.025%, S彡0.025%, Alt彡0.015%，余量為Fe和微量元素。本發(fā)明中選擇銅含量在0.02 0.2%，銅含量在此范圍，使本發(fā)明與國(guó)內(nèi)外其他含銅高強(qiáng)鋼完全不同。銅含量低于0.2%，因此不會(huì)增加煉鋼和熱軋的難度，不會(huì)影響該用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼的焊接性能。而超過0.02%的銅含量使得銅得以Cu2S方式在熱軋和退火過程中即可析出，無需長(zhǎng)時(shí)間的高溫時(shí)效處理，便于熱浸鍍鋅板的連續(xù)退火生產(chǎn)。由于Cu2S在鋼中起到了析出強(qiáng)化的作用，因此本發(fā)明的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼中無需再添加鈮、鈦等碳化物形成元素，節(jié)約了貴金屬，降低了成本。由于本發(fā)明中作為強(qiáng)化析出相的銅析出相的塑性優(yōu)于鈮、鈦元素形成的碳化物析出相，因此在復(fù)雜應(yīng)力條件下可以與基體有很好的協(xié)調(diào)性，不容易出現(xiàn)應(yīng)力集中和裂紋，從而可以延長(zhǎng)低合金高強(qiáng)鋼的壽命。由于該用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼中含有較多的銅元素，因此可以利用含銅較多的廢鋼進(jìn)行生產(chǎn)，提高了廢鋼材的利用率。本發(fā)明中的碳含量下限定在0.04%，是為了保證該鋼種的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度達(dá)到GB/T2518-2008中對(duì)該鋼種的要求。本發(fā)明中硅含量選擇在0.05%以下，可以避免該用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼在熱浸鍍鋅時(shí)出現(xiàn)鍍層附著力不足的問題。硅含量設(shè)定在0.01%以上，可以避免在煉鋼時(shí)為了控制硅含量而采取額外措施，降低生產(chǎn)難度和成本。本發(fā)明中錳含量的下限定在0.4%，可以避免在煉鋼時(shí)為了控制錳含量而采取額外的措施，降低了生產(chǎn)難度和成本。本發(fā)明中不含鈮和鈦，可以大幅度節(jié)約合金成本。本發(fā)明的其他元素含量范圍與GT/T2518-2008中對(duì)低合金高強(qiáng)鋼的要求相同。在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，磷的上限為0.025%，硫的上限為0.025%，該控制上限可以在絕大多數(shù)煉鋼生產(chǎn)中達(dá)到，無需施加額外控制措施。在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，總鋁的下限為
0.015%，這與鋼水的脫氧工藝有關(guān)，不會(huì)對(duì)該鋼種性能造成嚴(yán)重影響，也不會(huì)影響該鋼種的
連續(xù)澆鑄生產(chǎn)。本發(fā)明提供的一種用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，在保持較低硅含量的同時(shí)，采用較少的銅元素 代替Nb、Ti等貴金屬元素對(duì)低合金高強(qiáng)鋼進(jìn)行強(qiáng)化，在不產(chǎn)生熱軋開裂傾向的情況下可以達(dá)到GT/T2518-2008的要求，保障高強(qiáng)鋼性能的同時(shí)，還大大降低了冶金成本。 下面通過幾個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。實(shí)施例1:本實(shí)施例提供的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.1%，Si:0.01%, Mn:0.45%, P:0.01%, S:0.008%, Cu:0.02%, Alt:0.053%,其余為 Fe 和微量合金元素。采用該化學(xué)成分配比生產(chǎn)的熱鍍鋅高強(qiáng)鋼中含有細(xì)小的Cu2S析出物，如圖1所示。基體金相組織為鐵素體+滲碳體，如圖2所示。其斷后延伸率達(dá)到30%，屈服強(qiáng)度達(dá)到300MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到400MPa，如圖3所示，滿足GT/T2518-2008中對(duì)HX260LAD+Z的要求。實(shí)施例2:本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例提供的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:c:0.11%，Si:0.03%, Mn:1.4%，P:0.01%, S:0.018%, Cu:
0.2%，Alt:0.065%，其余為Fe和微量合金元素。其延伸率達(dá)到20%，屈服強(qiáng)度達(dá)到440MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到500MPa，滿足GT/T2518-2008中對(duì)HX420LAD+Z的要求。其他地方與實(shí)施例1完全一致。實(shí)施例3:本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例提供的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:c:0.04%, Si:0.02%, Mn:0.6%，P:0.02%, S:0.01%, Cu:
0.1%，Alt:0.053%，其余為Fe和微量合金元素。其延伸率達(dá)到25%，屈服強(qiáng)度達(dá)到330MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到430MPa，滿足GT/T2518-2008中對(duì)HX300LAD+Z的要求。其他地方與實(shí)施例1完全一致。實(shí)施例4:本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例提供的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:c:0.08%, Si:0.05%, Mn:0.6%, P:0.02%, S:0.008%, Cu:0.15%，Alt:0.04%，其余為Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到21%，屈服強(qiáng)度達(dá)到400MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到470MPa，滿足GT/T2518-2008中對(duì)HX380LAD+Z的要求。其他地方與實(shí)施例1完全一致。實(shí)施例5:本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例提供的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:c:0.07%, Si:0.03%, Mn:0.8%, P:0.02%, S:0.009%, Cu:0.09%，Alt:0.055%，其余為Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到24%，屈服強(qiáng)度達(dá)到360MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到450MPa，滿足GT/T2518-2008中對(duì)HX340LAD+Z的要求。其他地方與實(shí)施例1
完全一致。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范 圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，其特征在于，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:0.04% 彡 C 彡 0.11%，0.4% 彡 Mn 彡 1.4%, 0.02% 彡 Cu 彡 0.2%, 0.01% 彡 Si 彡 0.05%,P^0.025%, S^0.025%, Alt 彡 0.015%，余量為 Fe 和微量元素。
2.如權(quán)利要求1所述的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，其特征在于，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.1%，Si:0.01%, Mn:0.45%, P:0.01%, S:0.008%, Cu:0.02%, Alt:0.053%，其余為 Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到30%，屈服強(qiáng)度達(dá)到300MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到400MPa。
3.如權(quán)利要求1所述的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，其特征在于，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.11%, Si:0.03%, Mn:1.4%, P:0.01%, S:0.018%, Cu:0.2%, Alt:0.065%，其余為 Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到20%，屈服強(qiáng)度達(dá)到440MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到500MPa。
4.如權(quán)利要求1所述的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，其特征在于，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為: C:0.04%, Si:0.02%, Mn:0.6%, P:0.02%, S:0.01%, Cu:0.1%，Alt:0.053%,其余為 Fe 和微量合金元素，其延伸率達(dá)到25%，屈服強(qiáng)度達(dá)到330MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到430MPa。
5.如權(quán)利要求1所述的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，其特征在于，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:C:0.08%, Si:0.05%, Mn:0.6%, P:0.02%, S:0.008%, Cu:0.15%, Alt:0.04%，其余為 Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到21%，屈服強(qiáng)度達(dá)到400MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到470MPa。
6.如權(quán)利要求1所述的用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，其特征在于，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為: C:0.07%, Si:0.03%, Mn:0.8%, P:0.02%, S:0.009%, Cu:0.09%, Alt:0.055%，其余為 Fe和微量合金元素，其延伸率達(dá)到22%，屈服強(qiáng)度達(dá)到360MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到450MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為0.04%≤C≤0.11%，0.4%≤Mn≤1.4%，0.02%≤Cu≤0.2%，0.01%≤Si≤0.05%，P≤0.025%，S≤0.025%，Alt≥0.015%，余量為Fe和微量元素。本發(fā)明提供的一種用于熱浸鍍鋅的銅強(qiáng)化低合金高強(qiáng)鋼，在保持較低硅含量的同時(shí)，采用較少的銅元素代替Nb、Ti等貴金屬元素對(duì)低合金高強(qiáng)鋼進(jìn)行強(qiáng)化，在不產(chǎn)生熱軋開裂傾向的情況下可以達(dá)到GT/T2518-2008的要求，保障高強(qiáng)鋼性能的同時(shí)，還大大降低了冶金成本。
文檔編號(hào)C23C2/06GK103243265SQ201310156899
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者蔣光銳, 劉李斌, 滕華湘, 尉冬, 朱國(guó)森 申請(qǐng)人:首鋼總公司