CN108486477B

CN108486477B - 1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板及其制备方法

Info

Publication number: CN108486477B
Application number: CN201810542245.5A
Authority: CN
Inventors: 张功庭; 郑之旺; 邝春福; 余灿生
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2038-05-30
Also published as: CN108486477A

Abstract

本发明公开了一种1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板及其制备方法，属于冶金技术领域。本发明所要解决的技术问题是提供一种加工硬化能力优异的1000MPa级冷轧高强钢板，其化学成分按重量百分比计为：C0.20～0.25％、Si1.4～1.6％、Mn1.8～2.0％、V0.08～0.12％、N≤0.0060％、P≤0.010％、S≤0.012％、Als0.020～0.050％，余为Fe及杂质。本发明通过调整冷轧高强钢板的成分，并对生产工艺进行优化，制备所得冷轧高强钢板的抗拉强度达到1000MPa以上，其加工硬化指数n₉₀≥0.22，产品综合性能优异。

Description

1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板及其制备方法。

背景技术

汽车轻量化促进了汽车结构用冷轧钢板向高强、高塑性、高加工能力发展。在汽车结构加强件或安全件中，1000MPa级冷轧双相钢已得到广泛应用。但是，1000MPa级冷轧双相钢在冷成形过程中还是由于强塑积和加工硬化能力不足，导致较为复杂的零件成形过程中容易出现开裂。因此，提高1000MPa级冷轧高强钢强塑性和加工硬化能力是当前研究的热点问题。

从现有技术来看，提高1000MPa级冷轧高强钢性能的技术思路主要为：1)通过细晶方式或更为复杂的退火工艺来改善组织均匀性及组织百分比，如CN20110280804.8采用0.03～0.05％Nb+0.03～0.09％V复合微合金化，合金成本较本发明高，其得到的n_10-Ag(指延伸率在10％～最大均匀延伸率间计算的n值)仅为0.16，加工硬化能力还偏低；CN201310241399.8退火工艺很复杂，连续退火均热后，需要控制三段冷却，在常规连续退火线中难以实现，且未对加工硬化指数n值进行规定；2)通过添加更多的锰，以获得更多利于形变的奥氏体含量，如CN201410763193.6和CN201210261920.X，但当前这种中锰钢成分体系的冷轧高强钢还难以在连续退火中生产，且在冷轧之前还需罩式退火才能实现其减薄，工艺及生产成本还较高；此外，实际应用的1000MPa级冷轧高强钢的n值通常未超过0.20，因此，目前急需开发一种加工硬化能力更优异的1000MPa级冷轧高强钢，以满足市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种加工硬化能力优异的1000MPa级冷轧高强钢板。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方法是提供了一种1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.20～0.25％、Si：1.4～1.6％、Mn：1.8～2.0％、V：0.08～0.12％、N：≤0.0060％、P≤0.010％、S≤0.012％、Als：0.020～0.050％，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选的，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板中，C：0.23～0.24％。

优选的，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板中，Si：1.45～1.55％。

优选的，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板中，Mn：1.9～1.95％。

优选的，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板中，V：0.09～0.10％。

本发明还提供了上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，包括炼钢→热轧→冷却→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整工序，其中，所述连续退火的操作为：控制带钢均热段温度为780～820℃，均热时间73～165s，然后带钢经三段冷却：第一段冷却速度为5～10℃/s，第一段冷却终点温度为600～700℃，第二段冷却速度30～80℃/s，第二段冷却终点温度为365～385℃，并在此365～385℃过时效等温300～700s，最后水冷至100～150℃。

其中，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法中，连续退火工序中，带钢的运行速度为80～180m/min。

其中，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法中，热轧工序中，控制终轧温度和卷取温度分别为860～900℃和600～700℃。

其中，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法中，热轧工序的操作为：板坯出钢温度1220～1240℃，加热时间、均热时间和在炉总时间分别为100～150min、50～80min和150～230min，经5道次粗轧，轧制成38～42mm中间坯，中间坯经7机架热连轧成2.5～5.0mm，其终轧温度为860～900℃，采用层流冷却至600～700℃后成卷。

其中，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法中，冷轧工序中，控制压下率为50％～70％，轧后厚度为0.75～2.5mm。

其中，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法中，平整工序中，控制光整延伸率为0.2％～0.6％。

本发明的有益效果是：

本发明通过调整冷轧高强钢板的成分，通过添加0.08～0.12％V，细化了组织，提高了强度，并对生产工艺进行优化，制备所得冷轧高强钢板的抗拉强度达到1000MPa以上，其加工硬化指数n_10－Ag≥0.22，产品综合性能优异。

具体实施方式

具体的，一种1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.20～0.25％、Si：1.4～1.6％、Mn：1.8～2.0％、V：0.08～0.12％、N：≤0.0060％、P≤0.010％、S≤0.012％、Als：0.020～0.050％，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明通过添加0.08～0.12％V，细化了组织，提高了强度，使冷轧高强钢板抗拉强度达到1000MPa以上，并且提高了其加工硬化指数(n_10-Ag≥0.22)。优选的，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板中，C：0.23～0.24％；Si：1.45～1.55％；Mn：1.9～1.95％；V：0.09～0.10％。

本发明还提供了上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，包括炼钢→热轧→冷却→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整工序，其中，所述连续退火的操作为：控制带钢均热段温度为780～820℃，均热时间73～165s，然后带钢经三段冷却：第一段冷却速度为5～10℃/s，第一段冷却终点温度为600～700℃，第二段冷却速度30～80℃/s，第二段冷却终点温度为365～385℃，并在此365～385℃过时效等温300～700s，最后水冷至100～150℃；采用Ms点温度附近等温过时效，复合形成马氏体和贝氏体强化相，同时还残留奥氏体，与传统冷轧高强钢相比，本发明制备的高强钢的组织内应力降低，产品综合性能提高。

上述方法的连续退火工序中，带钢的运行速度为80～180m/min。

上述方法的热轧工序的操作为：板坯出钢温度1220～1240℃，加热时间、均热时间和在炉总时间分别为100～150min、50～80min和150～230min，经5道次粗轧，轧制成38～42mm中间坯，中间坯经7机架热连轧成2.5～5.0mm，其终轧温度为860～900℃，采用层流冷却至600～700℃后成卷。

上述方法的冷轧工序中控制压下率为50％～70％，轧后厚度为0.75～2.5mm；酸洗和冷轧工序的其他操作可以采用各种常规的方法，通常情况下，经过热轧轧制的薄板钢带在酸轧机组头部经焊接后组成连续钢带，经过矫直、酸洗、碱洗、干燥、切边后进行连续轧制，冷轧机组可采用5机架冷连轧，钢板经酸轧后厚度降低至退火机组原料厚度。

上述方法的平整工序中，控制光整延伸率为0.2％～0.6％。

具体的，上述所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，包括炼钢→热轧→冷却→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整工序；

其中，所述热轧工序的操作为：板坯出钢温度1220～1240℃，加热时间、均热时间和在炉总时间分别为100～150min、50～80min和150～230min，经5道次粗轧，轧制成38～42mm中间坯，中间坯经7机架热连轧成2.5～5.0mm，其终轧温度为860～900℃，采用层流冷却至600～700℃后成卷；

所述连续退火的操作为：控制带钢的运行速度为80～180m/min，带钢均热段温度为780～820℃，然后带钢经三段冷却：第一段冷却速度为5～10℃/s，第一段冷却终点温度为600～700℃，第二段冷却速度30～80℃/s，第二段冷却终点温度为365～385℃，并在此365～385℃过时效等温300～700s，最后水冷至100～150℃；

冷轧工序中，控制压下率为50％～70％，轧后厚度为0.75～2.5mm；

平整工序中，控制光整延伸率为0.2％～0.6％。

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

a、炼钢成分(质量百分比，％)：C：0.24、Si：1.52、Mn：1.96、V：0.10、N：0.0022、P：0.008、S：0.005、Als：0.032，其余为Fe及不可避免的杂质；

b、热轧：板坯加热时间、均热时间、在炉总时间分别为120min、60min、180min，出钢温度1227℃；经5道次粗轧，轧制成39mm中间坯；中间坯经7机架热连轧成3.25mm，其终轧温度为880℃，采用层流冷却至652℃后成卷；

c、酸洗+冷轧：按常规工艺酸洗，采用5机架冷连轧，冷轧压下率为53.8％，轧后厚度为1.5mm；

d、连续退火+平整：带钢经常规碱洗、刷洗、电解清洗、漂洗、挤干后，进入连续退火炉，炉内带钢运行速度为100m/min，加热到800℃后均热132s，以6℃/s冷却到668℃后，经40℃/s快速冷却到376℃，376℃过时效处理540s，然后水淬到138℃，经挤干后进入光整机，光整采用延伸率控制模式，平均光整延伸率控制在0.55％，最后成卷、包装入库。

实施例1获得的成品力学性能见表1所示。

实施例2

制备方法与实施例1相比，不同的是转炉冶炼得到的钢水成分(质量百分比，％)为C：0.20、Si：1.41、Mn：1.84、V：0.087、N：0.0025、P：0.010、S：0.006、Als：0.035，其余为Fe及不可避免的杂质；并用前述钢水生产的热轧钢板，板坯出炉温度1220℃，终轧温度为892℃，卷取温度为624℃，热轧厚度3.0mm，酸轧厚度1.2mm；退火炉内带钢运行速度为120m/min，加热到786℃后均热110s，以7℃/s冷却到658℃后，经48℃/s快速冷却到366℃，366℃过时效处理465s，然后水淬到118℃；平整延伸率0.42％。

实施例2获得的成品力学性能见表1所示。

实施例3

制备方法与实施例1相比，不同的是转炉冶炼得到的钢水成分(质量百分比，％)为C：0.25、Si：1.58、Mn：2.0、V：0.12、N：0.0030、P：0.007、S：0.004、Als：0.041，其余为Fe及不可避免的杂质；并用前述钢水生产的热轧钢板，板坯出炉温度1231℃，终轧温度为863℃，卷取温度为692℃，热轧厚度4.75mm，酸轧厚度1.8mm；退火炉内带钢运行速度为90m/min，加热到818℃后均热147s，以5.3℃/s冷却到693℃后，经34℃/s快速冷却到366℃，366℃过时效处理465s，然后水淬到147℃；平整延伸率0.56％。

实施例3获得的成品力学性能见表1所示。

实施例4

制备方法与实施例1相比，不同的是转炉冶炼得到的钢水成分(质量百分比，％)为C：0.22、Si：1.54、Mn：1.90、V：0.097、N：0.0028、P：0.008、S：0.005、Als：0.042，其余为Fe及不可避免的杂质；并用前述钢水生产的热轧钢板，板坯出炉温度1220℃，终轧温度为866℃，卷取温度为612℃，热轧厚度2.75mm，酸轧厚度1.0mm；退火炉内带钢运行速度为150m/min，加热到801℃后均热88s，以9.5℃/s冷却到621℃后，经66℃/s快速冷却到382℃，382℃过时效处理372s，然后水淬到104℃；平整延伸率0.33％。

实施例4获得的成品力学性能见表1所示。

对比例1

制备方法与实施例1相比，不同的是转炉冶炼得到的钢水成分(质量百分比，％)为C：0.20、Si：1.41、Mn：1.84、N：0.0025、P：0.010、S：0.006、Als：0.035，其余为Fe及不可避免的杂质。

对比例1获得的成品力学性能见表1所示。

对比例2

制备方法与实施例1相比，不同的是退火温度(即均热段温度)860℃。

对比例2获得的成品力学性能见表1所示。

对比例3

制备方法与实施例1相比，不同的是退火温度(即均热段温度)770℃。

对比例3获得的成品力学性能见表1所示。

对比例4

制备方法与实施例1相比，不同的是过时效温度450℃。

对比例4获得的成品力学性能见表1所示。

对比例5

制备方法与实施例1相比，不同的是过时效温度300℃。

对比例5获得的成品力学性能见表1所示。

表1实施例和对比例冷轧高强钢板性能

由表1数据可知，本发明通过调整冷轧高强钢板的成分，并对生产工艺进行优化，制备所得冷轧高强钢板的抗拉强度达到1000MPa以上，其加工硬化指数n₉₀≥0.22，产品综合性能优异。

Claims

1. 1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，包括炼钢→热轧→冷却→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整工序，其特征在于：所述连续退火的操作为：控制带钢均热段温度为780~820℃，均热时间73~165s，然后带钢经三段冷却：第一段冷却速度为5～10℃/s，第一段冷却终点温度为600～700℃，第二段冷却速度30～80℃/s，第二段冷却终点温度为365～385℃，并在此365～385℃过时效等温300～700s，最后水冷至100～150℃；其中，所述1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的化学成分按重量百分比计为：C：0.20～0.25%、Si：1.4～1.6%、Mn：1.8～2.0%、V：0.08～0.12%、N：≤0.0060%、P≤0.010%、S≤0.012%、Als：0.020～0.050%，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，其特征在于：所述1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的化学成分至少满足以下一项：

C：0.23～0.24%；

Si：1.45～1.55%；

Mn：1.9～1.95%；

V：0.09～0.10%。

3.根据权利要求1或2所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，其特征在于：连续退火工序中，带钢的运行速度为80~180m/min。

4.根据权利要求1或2所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，其特征在于：热轧工序中，控制终轧温度和卷取温度分别为860~900℃和600~700℃。

5.根据权利要求4所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，其特征在于：热轧工序的操作为：板坯出钢温度1220~1240℃，加热时间、均热时间和在炉总时间分别为100~150min、50~80min和150~230min，经5道次粗轧，轧制成38~42mm中间坯，中间坯经7机架热连轧成2.5~5.0mm，其终轧温度为860~900℃，采用层流冷却至600~700℃后成卷。

6.根据权利要求1或2所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，其特征在于：冷轧工序中，控制压下率为50%~70%，轧后厚度为0.75~2.5mm。

7.根据权利要求1或2所述的1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板的制备方法，其特征在于：平整工序中，控制光整延伸率为0.2%~0.6% 。