一種在熱鍍鋅過程中完成碳配分的q&p鋼的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在熱鍍鋅過程中完成碳配分的Q&P鋼的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2003年，科羅拉多礦業(yè)學(xué)院的J.G.Speer教授第一次提出淬火-配分(quenchingand partit1ning, Q&P)的熱處理工藝，傳統(tǒng)TRIP鋼成分經(jīng)該工藝處理后均獲得更好的強(qiáng)塑性結(jié)合。
[0003]Q&P工藝的主要過程為:將鋼加熱到Ae3溫度以上或A el_Ae3之間進(jìn)行完全奧氏體化或部分奧氏體化，保溫一段時(shí)間后快速冷卻至馬氏體相變開始溫度(Ms)和馬氏體相變結(jié)束溫度(Mf)之間的某一淬火溫度，此時(shí)馬氏體相變不完全，組織中包含一定量的未轉(zhuǎn)變奧氏體；隨后在一定的配分溫度進(jìn)行保溫，使碳原子從過飽和的馬氏體向未轉(zhuǎn)變奧氏體擴(kuò)散富集，從而使富碳的奧氏體足夠穩(wěn)定，在隨后的冷卻過程中不再發(fā)生相變最終保留至室溫之下；當(dāng)配分溫度等于淬火溫度時(shí)，通常被稱為“一步”碳配分工藝；當(dāng)配分溫度高于淬火溫度時(shí)，則通常稱為“兩步”碳配分工藝；此外，值得指出的是，經(jīng)完全奧氏體化再進(jìn)行淬火-配分處理得到的Q&P鋼中組織主要為馬氏體+殘余奧氏體；而經(jīng)部分奧氏體化后再進(jìn)行淬火-配分處理得到的Q&P鋼組織為馬氏體+鐵素體+殘余奧氏體。
[0004]與傳統(tǒng)的淬火-回火鋼相比，Q&P鋼之所以具有優(yōu)異的強(qiáng)塑性結(jié)合是因?yàn)榻M織中包含一定含量的殘余奧氏體，這些殘余奧氏體會在塑性變形過程中發(fā)生TRIP效應(yīng)，即殘余奧氏體向馬氏體相變，從而提高材料的強(qiáng)度和塑性；目前，Q&P鋼作為汽車用鋼領(lǐng)域第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼新鋼種之一，已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注。
[0005]熱鍍鋅鋼板具有良好的耐腐蝕性能，因此在汽車車身用板材領(lǐng)域得到了廣泛的使用；熱鍍鋅工藝一般是將帶鋼浸入450~460°C左右的純鋅鍍液中，經(jīng)過短時(shí)間的浸鍍，在帶鋼表面形成一定厚度的鋅層；隨著節(jié)能減排、汽車輕量化的呼聲日益高漲，先進(jìn)高強(qiáng)鋼在汽車車身上所占比例越來越大，而Q&P鋼作為第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼的代表鋼種，其冷乳熱鍍鋅產(chǎn)品的生產(chǎn)是十分必要的；如何結(jié)合Q&P鋼的設(shè)計(jì)理念和熱鍍鋅的生產(chǎn)工藝，冷乳帶鋼在連續(xù)退火和熱鍍鋅中分別實(shí)現(xiàn)Q&P工藝的淬火和碳配分過程，具有重要的研究價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種在熱鍍鋅過程中完成碳配分的Q&P鋼的制備方法，通過合理的合金成分設(shè)計(jì)，在連續(xù)退火過程中完成Q&P鋼的淬火過程，在隨后熱鍍鋅過程中實(shí)現(xiàn)碳配分過程，在縮短生產(chǎn)流程的同時(shí)，獲得性能優(yōu)良的冷乳熱鍍鋅Q&P鋼。
[0007]本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
1、按設(shè)定成分冶煉鋼水，經(jīng)精煉和連鑄制成鋼坯；其成分按重量百分比含C0.15-0.30%，Si 1.0-2.0%，Mn 1.0-2.5%，Mo 0.1-0.2%，Nb 0.04-0.06%，P 彡 0.015%，S彡0.005%，N彡0.006%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)； 2、將鋼坯加熱到1150±50°C，保溫60~90min，然后進(jìn)行粗乳和精乳，冷卻至550~650°C卷取獲得熱乳板；其中粗乳開乳溫度為1080~1120°C，終乳溫度為980~1020°C，粗乳累積壓下率為50~70% ;精乳開乳溫度為940~970°C，終乳溫度為910~940°C，精乳累積壓下率為60?80% ；
3、將熱乳板酸洗去除表面氧化鐵皮，然后進(jìn)行冷乳，冷乳總壓下率為60~80%，獲得帶鋼；
4、將帶鋼在連續(xù)退火爐中加熱到750~850°C，保溫60~180s，然后以30~50°C/s的速度冷卻至220~270°C，在連續(xù)退火過程中完成淬火過程；
5、將完成淬火的帶鋼以30~50°C/s的速度升溫至450~470°C，然后采用溫度為455~465°C的鋅液進(jìn)行熱鍍鋅，時(shí)間為5~15s，此過程中同時(shí)發(fā)生碳原子向未轉(zhuǎn)變奧氏體富集，即碳配分；熱鍍鋅完成后冷卻至常溫，獲得表面具有鍍鋅層的Q&P鋼。
[0008]上述的步驟4中以30~50°C /s的速度冷卻是采用噴吹氣體的方式冷卻。
[0009]上述的鋅液成分按重量百分比含Al 0.205-0.235%, Fe彡0.03%，Pb彡0.02%，Cd(0.04%，其余為 Zn。
[0010]上述的Q&P鋼的屈服強(qiáng)度彡550MPa，抗拉強(qiáng)度彡980MPa，延伸率彡25%。
[0011]上述的Q&P鋼的顯微組織為鐵素體+馬氏體+殘余奧氏體+少量貝氏體。
[0012]上述的帶鋼厚度為1.0-1.5_。
[0013]本發(fā)明通過合理的合金成分設(shè)計(jì)，在C-Mn鋼成分基礎(chǔ)上，通過提高Si含量抑制滲碳體的析出，Mo的添加提高淬透性，微量Nb的添加細(xì)化奧氏體晶粒；在連續(xù)退火過程中完成Q&P鋼的淬火過程，而在隨后熱鍍鋅過程中實(shí)現(xiàn)碳原子從馬氏體向奧氏體的富集，即碳配分過程，從而縮短了熱鍍鋅Q&P鋼的生產(chǎn)工藝流程。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的在熱鍍鋅過程中完成碳配分的Q&P鋼的制備方法流程示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中的在熱鍍鋅過程中完成碳配分的Q&P鋼的顯微組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明實(shí)施例中采用的鋅液成分按重量百分比含Al 0.205-0.235%，F(xiàn)e彡 0.03%，Pb 彡 0.02%，Cd 彡 0.04%，其余為 Zn。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例中Q&P鋼的基體中殘余奧氏體的體積分?jǐn)?shù)在9.8-13.4%。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例中以30~50°C /s的速度冷卻是采用噴吹氣體的方式冷卻。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例中帶鋼的厚度為1.0-1.5_。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例中性能試驗(yàn)采用CMT5105拉伸機(jī)。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中組織檢測采用FEI Quanta 600掃描電子顯微鏡。
[0021]實(shí)施例1
按設(shè)定成分冶煉鋼水，經(jīng)精煉和連鑄制成鋼坯；其成分按重量百分比含C 0.15%，Si
2.0%，Mn 1.0%，Mo 0.2%，Nb 0.04%，P 0.014%，S 0.005%，N 0.003%，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；
將鋼坯加熱到1150±50°C，保溫60min，然后進(jìn)行粗乳和精乳，冷卻至550°C卷取獲得熱乳板；其中粗乳開乳溫度為1080°C，終乳溫度為980°C，粗乳累積壓下率為50% ;精乳開乳溫度為940°C，終乳溫度為910°C，精乳累積壓下率為60% ;
將熱乳板酸洗去除表面氧化鐵皮，然后進(jìn)行冷乳，冷乳總壓下率為80%，獲得帶鋼；
將帶鋼在連續(xù)退火爐中加熱到850°C，保溫60s，然后以30°C /s的速度冷卻至270°C，在連續(xù)退火過程中完成淬火過程；
將完成淬火的帶鋼以50°C /s的速度升溫至470°C，然后采用溫度為455°C的鋅液進(jìn)行熱鍍鋅，時(shí)間為15s，此過程中同時(shí)發(fā)生碳原子向未轉(zhuǎn)變奧氏體富集，即碳配分；熱鍍鋅完成后冷卻至常溫，獲得表面具有鍍鋅層的