含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于本發(fā)明屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼及其 生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 二十世紀(jì)七十年代末八十年代初，新日鐵公司和川崎制鐵公司相繼研制出了強(qiáng)度 級(jí)別340MPa和390MPa的高強(qiáng)度IF(Interstitial-Free Steel)鋼，即高強(qiáng)度無間隙原子 鋼其強(qiáng)化機(jī)理是在普通的IF鋼中加入適量的P、Si、Mn等固溶強(qiáng)化元素，保證良好深沖性能 的同時(shí)又使鋼板具有較高的強(qiáng)度。1993年住友公司開發(fā)出了抗拉強(qiáng)度為440MPa和490MPa 的高強(qiáng)IF鋼。含P高強(qiáng)IF鋼板的化學(xué)成分特點(diǎn)是：（1)超低碳；（2)微合金化；（3)固溶強(qiáng) 化；(4)鋼質(zhì)純凈。鑒于汽車減重、節(jié)能、減排、安全性的嚴(yán)格要求，含磷高強(qiáng)IF鋼已廣泛用 于生產(chǎn)汽車內(nèi)板、外板和車身覆蓋件等，產(chǎn)品種類主要為連退產(chǎn)品、鍍鋅產(chǎn)品。
[0003] 國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)含磷高強(qiáng)IF鋼的析出相、織構(gòu)、合金元素作用、再結(jié)晶行為、連續(xù) 轉(zhuǎn)變曲線和力學(xué)性能等方面進(jìn)行了較為廣泛的研究。國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)能夠生產(chǎn)不同強(qiáng)度級(jí) 別的連退、鍍鋅含磷高強(qiáng)IF鋼，隨著P含量的不同，主要有340MPa、390MPa、440MPa等三種 抗拉強(qiáng)度級(jí)別。含磷高強(qiáng)IF鋼主要有Ti處理、Nb處理、Ti+Nb處理等三種成分體系，其各 有優(yōu)劣。P以固溶和析出兩種形式存在于基體中，起固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化作用，主要析出相 為FeTiP。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)產(chǎn)品種類制定相應(yīng)的熱軋終軋和卷取溫度，以獲取綜合綜合 性能優(yōu)異的含磷高強(qiáng)IF鋼。由于連續(xù)退火工藝的特點(diǎn)，采用連續(xù)退火工藝生產(chǎn)的含磷高強(qiáng) IF鋼普遍存在屈強(qiáng)比過高，在沖壓復(fù)雜零件過程中易出現(xiàn)回彈、開裂等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能提高現(xiàn)有含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼的綜合力學(xué)性能 的含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼及其生產(chǎn)方法。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供的一種含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼，其化學(xué)成分質(zhì)量百 分比為：C :0· 001 ?0· 005 %，Mn :0· 3 ?0· 8 %，P :0· 04 ?0· 08 %，Al :0· 01 ?0· 05 %， Nb :0· 02 ?0· 05 %，Ti :0· 02 ?0· 06 %，B :0· 0003 ?0· 0012 %，限制元素 Si 彡 0· 03 %， S < 0. 01 %，N < 0. 005%，余量為Fe和微量元素。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種生產(chǎn)上述的含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼的方 法，包括：
[0007] 將鋼水通過精煉后連鑄獲得上述成分的板坯；
[0008] 將所述板坯進(jìn)行熱軋后卷取成熱軋卷，再將所述熱軋卷酸洗后進(jìn)行冷軋獲得冷硬 卷，所述熱軋過程中，加熱溫度為1200?1300°C，終軋溫度為900?960°C，卷取溫度為 660 ?760。。；
[0009] 將所述冷硬卷進(jìn)行全氫式罩式退火處理獲得帶鋼；
[0010] 將所述帶鋼進(jìn)行平整、精整，然后卷取成成品。
[0011] 進(jìn)一步地，所述冷軋壓下率為75?88%。
[0012] 進(jìn)一步地，所述罩式退火處理過程中，退火保溫溫度為650?740°C，退火保溫時(shí) 間為8?16h。
[0013] 進(jìn)一步地，平整延伸率0· 7?L 4%。
[0014] 本發(fā)明提供的一種含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼及其生產(chǎn)方法，通過理控制合金化學(xué)成 分，適當(dāng)控制熱軋、冷軋工藝參數(shù)，采用全氫式罩式退火爐生產(chǎn)出綜合力學(xué)性能優(yōu)異的含磷 高強(qiáng)無間隙原子鋼，降低了產(chǎn)品的屈強(qiáng)比，在抗拉強(qiáng)度不變的前提下，將屈服強(qiáng)度與連退生 產(chǎn)方式相比降低20Mpa左右，達(dá)到170?210Mpa超低屈服強(qiáng)度值，避免了在沖壓復(fù)雜零件 過程中出現(xiàn)回彈、開裂等問題。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明的目的是提供了一種在Nb-Ti復(fù)合處理的340MPa級(jí)含磷高強(qiáng)無間隙原子 鋼中添加微量B，通過優(yōu)化熱軋卷取溫度，采用罩式退火工藝生產(chǎn)含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼， 該含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼的其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：
[0016] C :0· 001 ?0· 005%，Mn :0· 3 ?0· 8%，P :0· 04 ?0· 08%，Al :0· 01 ?0· 05%， Nb :0· 02 ?0· 05 %，Ti :0· 02 ?0· 06 %，B :0· 0003 ?0· 0012 %，限制元素 Si 彡 0· 03 %， S < 0. 01 %，N < 0. 005%，余量為Fe和微量元素。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例重點(diǎn)控制強(qiáng)化元素 Ti、Mn、P的合理配比，解決罩式退火線低溫退火 條件下的實(shí)現(xiàn)完全再結(jié)晶，同時(shí)保證抗拉強(qiáng)度的滿足技術(shù)要求。
[0018] 本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)上述罩式退火含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼的方法，包括：
[0019] 步驟Sl :將鋼水通過精煉后連鑄獲得上述成分的板坯。
[0020] 步驟S2 :將板坯進(jìn)行熱軋后卷取成熱軋卷，再將熱軋卷酸洗后進(jìn)行冷軋獲得冷硬 卷，熱軋過程中，加熱溫度為1200?1300°C，終軋溫度為900?960°C，卷取溫度為660? 760°C，冷軋壓下率控制在75?88%。
[0021] 步驟S3 :將冷硬卷進(jìn)行全氫式罩式退火處理獲得帶鋼，退火保溫溫度為650? 740°C，退火保溫時(shí)間為8?16h。
[0022] 步驟S4 :將帶鋼進(jìn)行平整、精整，然后卷取成成品，平整延伸率為0. 7?1. 4%。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例熱軋過程中各溫度區(qū)間的選擇是為了得到合適的熱態(tài)晶粒尺寸及 細(xì)小彌散（Nb、Ti) (C、N)化物的析出，為后續(xù)罩式退火獲得低的屈強(qiáng)比提供前提條件。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例冷軋壓下率控制在75?88%，是依據(jù)不同厚度規(guī)格組距所對(duì)應(yīng)的 壓下比率，即考慮冷軋軋機(jī)的軋制負(fù)荷，也考慮壓下率對(duì)成形織構(gòu)的影響，最終獲得滿足高 r值滿足深沖壓要求。
[0025] 罩式退火處理過程中，依據(jù)材料本身的再結(jié)晶溫度范圍、產(chǎn)線的裝備能力與 340Mpa高強(qiáng)鋼力學(xué)性能的要求，選擇合適的退火溫度與保溫時(shí)間來完成充分再結(jié)晶與結(jié)晶 長(zhǎng)大，與Nb、Ti化合物充分析出與析出相尺寸的控制，實(shí)現(xiàn)材料的超低強(qiáng)度與好沖壓成形 性。
[0026] 本發(fā)明實(shí)施例采用全氫式罩式退火解決的技術(shù)問題是連續(xù)退火生產(chǎn)線在保證Rm 前提下，RpO. 2處于標(biāo)準(zhǔn)上限，用戶沖壓時(shí)存在開裂、回彈的技術(shù)瓶頸。退火保溫溫度為 650?740°C，退火保溫時(shí)間為8?16h，是為了材料完成充分再結(jié)晶與結(jié)晶長(zhǎng)大，與Nb、Ti 化合物充分析出與析出相尺寸的控制，實(shí)現(xiàn)材料的超低強(qiáng)度與好沖壓成形性。
[0027] 由于平整工序?qū)F鋼有很強(qiáng)的加工硬化特性，過高的平整延伸率將使用屈服強(qiáng) 度提高10?20Mpa，過低的平整延伸率時(shí)，由于軋制力不足，產(chǎn)品粗糙度將無法達(dá)到汽車板 廠家需要的〇. 7um下限，為了保證最終產(chǎn)品合適的粗糙度與屈服強(qiáng)度不大幅增加的的前提 下，本發(fā)明實(shí)施例采取0.7?1.4%的平整延伸。
[0028] 本發(fā)明提供的一種含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼及其生產(chǎn)方法，通過合理控制合金化學(xué) 成分，適當(dāng)控制熱軋、冷軋工藝參數(shù)，采用全氫式罩式退火爐生產(chǎn)出綜合力學(xué)性能優(yōu)異的含 磷高強(qiáng)無間隙原子鋼，降低了產(chǎn)品的屈強(qiáng)比，在抗拉強(qiáng)度不變的前提下，將屈服強(qiáng)度與連退 生產(chǎn)方式相比降低20Mpa左右，達(dá)到170?210Mpa超低屈服強(qiáng)度值，避免了在沖壓復(fù)雜零 件過程中出現(xiàn)回彈、開裂等問題。
[0029] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030] 本發(fā)明研究了不同化學(xué)成分的含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼板在不同生產(chǎn)工藝條件下 的力學(xué)性能特點(diǎn)，化學(xué)成分見表1。
[0031] 表1含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼板化學(xué)成分
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼，其特征在于，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為： C :0. OOl ?0. 005 %, Mn :0. 3 ?0. 8 %，P :0. 04 ?0. 08 %, Al :0. Ol ?0. 05 %，Nb : 0· 02 ?0· 05 %，Ti :0· 02 ?0· 06 %，B :0· 0003 ?0· 0012 %，限制元素 Si 彡 0· 03 %， S < 0. 01 %，N < 0. 005%，余量為Fe和微量元素。
2. -種生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述的含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼的方法，其特征在于，包括： 將鋼水通過精煉后連鑄獲得權(quán)利要求1所述成分的板坯； 將所述板坯進(jìn)行熱軋后卷取成熱軋卷，再將所述熱軋卷酸洗后進(jìn)行冷軋獲得冷硬卷， 所述熱軋過程中，加熱溫度為1200?1300°C，終軋溫度為900?960°C，卷取溫度為660? 760 0C ； 將所述冷硬卷進(jìn)行全氫式罩式退火處理獲得帶鋼； 將所述帶鋼進(jìn)行平整、精整，然后卷取成成品。
3. 如權(quán)利要求2所述的含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于： 所述冷軋壓下率為75?88%。
4. 如權(quán)利要求2所述的含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于： 所述罩式退火處理過程中，退火保溫溫度為650?740°C，退火保溫時(shí)間為8?16h。
5. 如權(quán)利要求2所述的含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于： 平整延伸率0.7?1.4%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C：0.001～0.005％，Mn：0.3～0.8％，P：0.04～0.08％，Al：0.01～0.05％，Nb：0.02～0.05％，Ti：0.02～0.06％，B：0.0003～0.0012％，限制元素Si≤0.03％，S≤0.01％，N≤0.005％，余量為Fe和微量元素。本發(fā)明還公開了一種生產(chǎn)上述含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼的方法。本發(fā)明提供的一種含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼及其生產(chǎn)方法，通過合理控制合金化學(xué)成分，適當(dāng)控制熱軋、冷軋工藝參數(shù)，采用全氫式罩式退火爐生產(chǎn)出綜合力學(xué)性能優(yōu)異的含磷高強(qiáng)無間隙原子鋼，降低了產(chǎn)品的屈強(qiáng)比，避免了在沖壓復(fù)雜零件過程中出現(xiàn)回彈、開裂等問題。
【IPC分類】C21D8-02, C22C38-14
【公開號(hào)】CN104561788
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510031405
【發(fā)明人】黃學(xué)啟, 趙虎, 劉大滔, 李亞東, 崔陽, 徐海衛(wèi), 陳兆陽
【申請(qǐng)人】首鋼總公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日