含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼材制造技術(shù)，具體涉及一種含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼及 其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，特別是近年以來我國汽車市場出現(xiàn)的"井噴"式發(fā)展， 對汽車材料的性能提出了新的要求。作為汽車車身覆蓋件材料的鋼板，其成型性能將直接 決定沖壓加工的廢品率以及沖壓工模具的壽命，涂鍍層的性能亦決定了汽車的耐腐蝕性和 使用壽命。合金化IF鋼由于其優(yōu)異的加工成型性能和防腐性能成為汽車車身覆蓋件的主 要用鋼，廣泛應(yīng)用在各汽車廠商特別是日韓系品牌的汽車廠，而由于日韓系汽車品牌目前 在中國市場的汽車占有率一直名列前茅，因此，合金化IF鋼在市場中的應(yīng)用非常大，且效 益可觀。
[0003] 鈦或鈮微合金化的IF鋼由于沒有時效性而可以毫無困難的在無過時效段的連續(xù) 熱鍍鋅線上生產(chǎn)，而鈮鈦復(fù)合的IF鋼除了具有良好的烘烤硬化性能，對合金化熱鍍鋅鋼板 還具有較低的粉化性能、低的深沖誘發(fā)脆性及優(yōu)良的！*值，另外，鈮元素對細(xì)化晶粒、提高 韌脆轉(zhuǎn)變溫度及可鍍性都具有積極作用。
[0004] 汽車品牌對于汽車外覆蓋件IF鋼在諸多性能方面有其自身的要求，比如焊接性 能、疲勞強(qiáng)度、值等等方面，在汽車外覆蓋件IF鋼中加入鈮，可以有效地改善產(chǎn)品在這 些方面的性能，滿足汽車廠家的要求。
[0005] IF鋼中的碳、氮含量和微臺金元素鈦、鈮含量對鋼的性能有著至關(guān)重要的影響， 現(xiàn)在，先進(jìn)的煉鋼工藝已把鋼中的碳、氮含量降低到0.003%以下，在碳、氮含量很低的前 提下，鈦、鈮添加能有效地提高薄鋼板的深沖性能，這是因為鈦、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)，從而具有較好的深沖性能。汽車 外覆蓋件要求美觀，因此對沖壓過程中鋼板的各向異性要求要小，即△r值低，且其焊接性 能和疲勞強(qiáng)度均需滿足要求。另外，車身用外覆蓋件的耐蝕性是決定汽車使用壽命的主要 因素，汽車外覆蓋件鋼板應(yīng)具有耐大氣腐蝕和鹽霧腐蝕的能力，用涂漆冷軋非涂層鋼板做 車體已不能滿足耐腐蝕方面的要求，因此耐蝕性優(yōu)良且深沖性能好的合金化熱鍍鋅IF鋼 受到汽車廠家的青睞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的，在于克服上述不足，提供一種含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用 鋼及其制造方法，使其具備良好的深沖性能和較好的各向同性，同時保證合金化鍍層質(zhì)量。 在鋼的化學(xué)成分設(shè)計上，保證產(chǎn)品具有良好的成形性能和較好的表面質(zhì)量；在工藝設(shè)計上， 采用合適的軋制和退火以及合金化熱鍍鋅工藝，保證產(chǎn)品具有較高的有利織構(gòu)含量、良好 的耐蝕性和高表面質(zhì)量特征。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼，其特殊 之處在于：鋼中化學(xué)成分及重量百分比為：C彡0. 003% ;Si彡0. 01%;Mn:0. 06~0. 15% ;P彡 0? 015%;Nb:0? 01 ~0? 04%;Ti:0? 02 ~0? 05% ;A1S:0. 015 ~0? 04%;S彡 0? 01% ; N<0. 003%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。
[0008] 進(jìn)一步地，鋼中化學(xué)成分及重量百分比為：C:0. 0011~0. 0022%;Si:0. 0035~ 0? 0067%;Mn:0? 105 ~0? 125%;P:0? 009 ~0? 013%;Nb:0? 023 ~0? 034%;Ti:0? 0301 ~ 0? 0405%;A1S:0. 022 ~0? 038%;S:0? 0038 ~0? 0057%;N:0? 0021 ~0? 0025%，其余為Fe 和不可避免雜質(zhì)。
[0009] 更進(jìn)一步地，鋼中化學(xué)成分及重量百分比為：C:0. 0014~0. 0015%;Si:0. 0049~ 0? 0053 %;Mn:0? 112 %;P:0? 01 ~0? 012 %;Nb:0? 027 %;Ti:0? 035 % ;A1S:0. 027 %;S: 0? 0045~0? 005%;N:0? 0022~0? 0024%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。
[0010]另外，本發(fā)明提供含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼的制造方法，生產(chǎn)工藝依 次為煉鋼，熱軋，冷軋，連續(xù)退火與合金化鍍鋅工序，其特殊之處在于：
[0011] 所述熱軋工序采用高溫終軋、高溫卷取，所述冷軋工序采用大冷軋壓下率，合金 化過程高溫連續(xù)退火，熱軋加熱溫度為1200~1260°C，終軋溫度910~950°C，卷取溫度 685~725°C，冷軋壓下率70~80%，合金化過程中的退火溫度840~860°C，合金化溫度 505~535°C，鍍層鐵含量9. 5%~10. 5%，光整延伸率0? 6%~0? 8%。
[0012] 在上述技術(shù)方案中，IF鋼要求將鋼中間隙固溶的C、N原子完全消除，為獲得IF鋼 成品鋼材的良好的深沖性能與優(yōu)良的表面性能，要求鋼中碳、氮、氧及夾雜物的含量盡可能 低。
[0013] C:碳通過間隙固溶強(qiáng)化，可顯著提高鋼的強(qiáng)度，但是鋼中的碳含量高對成形性能 極為不利，故將其含量限定在：c< 0. 003%。
[0014]Si:硅有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化效果，可提高鋼的強(qiáng)度，但是IF鋼中加入硅元素不 僅對成形性能不利，而且影響合金化熱鍍鋅后的表面質(zhì)量。所以，將其含量限定在： Si彡 0? 01%〇
[0015] Mn:錳也是固溶強(qiáng)化元素，可提高鋼的強(qiáng)度，但較高的錳含量對成形性能不利，尤 其是鋼中的固溶碳、氮原子較多時，錳對成形性能的嚴(yán)重?fù)p害是由于錳與間隙原子之間的 交互作用而導(dǎo)致的。在本發(fā)明鋼中，由于碳、氮原子完全被固定，所以錳的不良影響減少?？?慮到實際情況，所以，將其含量限定在〇. 06~0. 15%范圍。
[0016]P:磷是固溶強(qiáng)化元素，是提高鐵素體強(qiáng)度最高的元素。鋼中加入適量的磷元素，其 在提高鋼的強(qiáng)度的同時，不降低鋼的成形性能。但是，較高的磷元素會使有利織構(gòu)減弱，降 低鋼的r值。考慮磷元素對鋼性能的綜合影響，將其含量限定在：P< 0. 015%。
[0017]Als:酸溶鋁是作為脫氧劑加入的，保證鋼水的純凈，但過多的鋁含量會形成氧化 鋁夾雜。綜合考慮鋼中的Als含量控制在0. 015~0. 04%。
[0018]Ti和Nb:鈦、鈮是強(qiáng)C、N化物形成元素，鋼中加入鈦和鈮的目的是固定鋼中的間隙 原子C和N，凈化鐵素體基體，從而使本發(fā)明鋼種具有良好的成形性能。同時，鈮、鈦的加入 可起到析出強(qiáng)化和細(xì)化晶粒的作用，并且鈮、鈦的復(fù)合添加利于鋼板表面的合金化熱鍍鋅， 而且通過配合合適的生產(chǎn)工藝控制可以減小鋼板的各向異性。所以，將其含量限定在Nb: 0? 01 ~0? 04%;Ti:0? 02 ~0? 05%。
[0019]S:硫在本發(fā)明鋼中屬于控制元素，其含量越低越好，考慮到實際冶煉成本。故將其 含量控制在：S彡0.01%。
[0020] N:氮在鋼中是有害元素，影響鋼的成形性能。故將其含量控制在：N< 0. 003%。
[0021] 有益效果：本發(fā)明合金化IF鋼的成分采用超低C、微合金和極低的S和N含量，其 中微合金采用鈮鈦復(fù)合的成分配比，冶煉采用潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)，熱軋應(yīng)用控軋控冷工藝，冷 軋采用大壓下量，合金化過程采用高溫退火，使鋼具有低的強(qiáng)度和極高的深沖性能，同時具 備低的△r值和較好的鍍層質(zhì)量，利用該技術(shù)方案生產(chǎn)出來的含Nb合金化熱鍍鋅汽車外覆 蓋件用鋼，具有良好的各向同性，焊接性能也非常優(yōu)異，詳細(xì)數(shù)據(jù)及效果見實施例。在利用 該產(chǎn)品生產(chǎn)汽車外覆蓋件時，所得零件質(zhì)量優(yōu)異、且耐腐蝕性好，使用壽命長，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。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實施例1產(chǎn)品金相組織圖；
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：
[0024] 實施例1至5含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼，其鋼中化學(xué)成分及重量百分 比分別按下表1進(jìn)行設(shè)計。
[0025] 表1各實施例鋼中化學(xué)成分設(shè)計
[0027] 實施例1至5含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼的制造方法，都依次包括煉鋼， 熱軋，冷軋，連續(xù)退火與合金化鍍鋅工序，不同之處在于制造過程中不同工序涉及的工藝參 數(shù)設(shè)計不同，具體工藝參數(shù)設(shè)計如下表2。
[0028] 表2各實施例的工藝參數(shù)
[0029]
[0030] 實施例1至5制造出的含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼產(chǎn)品的組織和力學(xué)性 能如表3,其中屈服強(qiáng)度110~150MPa，抗拉強(qiáng)度高于270MPa，伸長率（A5CI_)不低于47%， 平均塑性應(yīng)變比F值不低于2. 1，Ar值不超過0. 3,產(chǎn)品鋼具有低的強(qiáng)度和極高的深沖性 能，同時具備低的Ar值，即良好的各向同性和較好的鍍層質(zhì)量。
[0031] 表3各實施例產(chǎn)品的性能
[0033] 各實施例的成品金相組織圖相似，取實施例1的觀察結(jié)果如圖1所示，組織為鐵素 體加少量的三次滲碳體。
【主權(quán)項】
1. 一種含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼，其特征在于：鋼中化學(xué)成分及重量百分 比為：C 彡 0? 003% ;Si 彡 0? 01% ;Mn :0? 06 ~0? 15% ;P 彡 0? 015% ;Nb :0? Ol ~0? 04% ; Ti :0? 02 ~0? 05% ;A1S:0. 015 ~0? 04% ;S 彡 0? 01% ;N 彡 0? 003%，其余為 Fe 和不可避 免雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼，其特征在于：鋼中 化學(xué)成分及重量百分比為：C :0? 0011~0? 0022% ;Si :0? 0035~0? 0067% ;Mn :0? 105~ 0? 125% ;P :0? 009 ~0? 013% ;Nb :0? 023 ~0? 034% Ji :0? 0301 ~0? 0405% ;A1S:0. 022 ~ 0? 038% ;S :0? 0038 ~0? 0057% ;N :0? 0021 ~0? 0025%，其余為 Fe 和不可避免雜質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼，其特征在于：鋼中化 學(xué)成分及重量百分比為：C :0? 0014 ~0? 0015% ;Si :0? 0049 ~0? 0053% ;Mn :0? 112% ;P : 0? 01 ~0? 012% ;Nb :0? 027% ;Ti :0? 035% ;A1S:0. 027% ;S :0? 0045 ~0? 005% ;N :0? 0022 ~ 0. 0024%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。4. 一種權(quán)利要求1所述的含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼的制造方法，生產(chǎn)工藝 依次為煉鋼，熱軋，冷軋，連續(xù)退火與合金化鍍鋅工序，其特征在于： 所述熱軋工序采用高溫終軋、高溫卷取，所述冷軋工序采用大冷軋壓下率，合金化過程 高溫連續(xù)退火，熱軋加熱溫度為1200~1260°C，終軋溫度910~950°C，卷取溫度685~ 725 °C，冷軋壓下率70~80 %，合金化過程中的退火溫度840~860 °C，合金化溫度505~ 535°C，鍍層鐵含量9. 5 %~10. 5 %，光整延伸率0? 6 %~0? 8 %。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含鈮合金化熱鍍鋅汽車外覆蓋件用鋼，鋼中化學(xué)成分及重量百分比為：C≤0.003％；Si≤0.01％；Mn：0.06～0.15％；P≤0.015％；Nb：0.01～0.04％；Ti：0.02～0.05％；Als：0.015～0.04％；S≤0.01％；N≤0.003％，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)，另外本發(fā)明還提供相應(yīng)的制造方法，本發(fā)明生產(chǎn)出的外覆蓋件用鋼具有低的強(qiáng)度和極高的深沖性能，同時具備低的Δr值和較好的鍍層質(zhì)量，具有良好的各向同性，焊接性能也非常優(yōu)異。
【IPC分類】C21D8/00, C22C38/14
【公開號】CN104962809
【申請?zhí)枴緾N201510393328
【發(fā)明人】潘利波, 杜小峰, 田德新, 陳宇, 孫方義, 馮冠文, 周文強(qiáng)
【申請人】武漢鋼鐵(集團(tuán))公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月7日