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CN111394643A - 一种汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢及其生产方法 - Google Patents

一种汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.06‑0.08％，Si：0.08‑0.13％，Mn：1.00‑1.10％，P：≤0.018％，S：≤0.005％，Alt：0.020‑0.050％，Ti：0.020‑0.030％，Nb：0.040‑0.050％，Ca：0.0010‑0.0030％，其余为Fe及不可避免的杂质。还公布了其生产方法。本发明的冷轧低合金高强钢具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性匹配等特点，满足汽车轻量化选材的需要，力学性能和工艺性能满足EN10268‑2013冷成型高屈服强度冷轧钢带的要求。

Description

一种汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及冶金板材生产技术领域，尤其涉及一种汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢及其生产方法。
背景技术
2018年我国汽车销量突破2323.7万辆，连续10年居全球第一，预计2025年汽车产量达到3500万辆。随着汽车产量的爆发性增长，环境和能源危机日益加剧，节能减排已成为汽车制造业面临的重大问题。运用现代技术和方法减轻零部件或者整车的重量，在保障安全等性能的前提下，通过减重来实现节能减排降耗目标已成为共识，汽车轻量化技术已成为当前汽车行业的发展潮流。
近年来，为适应现代汽车工业减重、节能、安全的发展需求，国内外凡是具备生产冷轧高强钢的钢铁企业都在加大汽车用冷轧高强度钢板的研制与开发力度。在汽车制造中，汽车底盘和轮椅支架等受力结构件和加强件需要有良好的抗变形能力，即需要有高的屈服强度和高的屈强比。
冷轧低合金高强钢是针对汽车结构件研发的一种高强钢，在低碳钢中添加少量的铌和(或)钛等合金元素，使其与碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在铁素体机体上析出从而提高钢的强度。420MPa汽车用冷轧低合金高强钢代表了国标冷轧低合金高强钢的较高强度级别，这种钢具有良好的成形性能和较高的强度，主要用于汽车座椅、横梁等结构件和加强件。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢及其生产方法，本发明的冷轧低合金高强钢具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性匹配等特点，满足汽车轻量化选材的需要，力学性能和工艺性能满足EN10268-2013冷成型高屈服强度冷轧钢带的要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.06-0.08％，Si：0.08-0.13％，Mn：1.00-1.10％，P：≤0.018％，S：≤0.005％，Alt：0.020-0.050％，Ti：0.020-0.030％，Nb：0.040-0.050％，Ca：0.0010-0.0030％，其余为Fe及不可避免的杂质。
进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.07％，Si：0.09％，Mn：1.05％，P：0.010％，S：0.003％，Alt：0.035％，Ti：0.024％，Nb：0.044％，Ca：0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质。
进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.07％，Si：0.06％，Mn：1.04％，P：0.004％，S：0.005％，Alt：0.035％，Ti：0.022％，Nb：0.042％，Ca：0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质。
进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.07％，Si：0.08％，Mn：1.06％，P：0.009％，S：0.004％，Alt：0.040％，Ti：0.025％，Nb：0.040％，Ca：0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质。
一种汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢的生产方法，包括：
(1)冶炼—连铸生产工艺流程：铁水预处理—转炉—LF精炼—铸机；供铸机钢水成分为C：0.06-0.08％，Si：0.08-0.13％，Mn：1.00-1.10％，P：≤0.018％，S：≤0.005％，Alt：0.020-0.050％，Ti：0.020-0.030，Nb：0.040-0.050，Ca：0.0010-0.0030％；
(2)热轧生产工艺流程：铸坯加热—粗轧—精轧—卷取；所述铸坯出炉温度1220±20℃，所述粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧，精轧采用7机架连续变凸度(Continuouslyvariable crown，cvc)轧机精轧，中间坯厚度40-45mm；所述精轧的终轧温度为880±20℃，热轧钢带厚度5.0mm；所述冷却采用层流冷却设备，前分散冷却模式，所述卷取温度为570±20℃；
(3)酸洗冷轧工艺流程：将热轧带钢经i-BOX技术盐酸槽酸洗，去除表面氧化铁皮后，经过5机架冷轧机冷轧，冷轧压下率为60％，轧至目标厚度2.0mm；
(4)连续退火工艺流程：将冷硬卷钢带开卷后加热至760±20℃，均热120-170S，以3-5℃/s的速度冷至580±20℃,然后以10-15℃/S的冷却速度冷却至在400±20℃，平整延伸率设定为1.6％。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明的低合金高强钢的金相显微组织为铁素体，晶粒度在11.5级～12级之间。采用本发明提供的方法生产的420MPa级汽车用冷轧低合金高强钢经多家汽车厂的冲压使用试验，表面质量及性能各项指标均达到汽车厂的相关技术标准要求，满足相关汽车厂的使用要求。力学性能和工艺性能满足EN10268-2013冷成型高屈服强度冷轧钢带的要求。同时，本发明合金成本低，制备方法简单，适合工业化生产。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为实施例1的显微组织图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作更详细的描述。实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1630℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼进行测温和成分微调，LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为22℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1230℃，加热的时间为226min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧终轧温度为882℃，成品厚度5.0mm。层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到572℃进行卷取。将热轧带钢经盐酸槽酸洗，该酸槽采用MH最新开发的i-BOX技术，操作和维护大大简化，节省能源和劳动力，热轧带钢去除表面氧化铁皮后，经过5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为60％，轧至目标厚度2.0mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度100m/min，均热温度760℃，均热时间170S，快冷开始温度580℃，快冷冷速10℃/S，平整延伸率1.6％。最后进行产品性能检测。
实施例2
将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1631℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼进行测温和成分微调，LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为26℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1224℃，加热的时间为238min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧终轧温度为885℃，成品厚度5.0mm。层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到575℃进行卷取。将热轧带钢经盐酸槽酸洗，该酸槽采用MH最新开发的i-BOX技术，操作和维护大大简化，节省能源和劳动力，热轧带钢去除表面氧化铁皮后，经过5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为60％，轧至目标厚度2.0mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度120m/min，均热温度770℃，均热时间140S，快冷开始温度680℃，快冷冷速13℃/S，平整延伸率1.6％。最后进行产品性能检测。
实施例3
将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1647℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼进行测温和成分微调，LF炉外精炼供铸机化学成分如表2所示。板坯连铸过热度为28℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1226℃，加热的时间为216min，将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽，采用2机架粗轧，7机架CVC精轧。精轧终轧温度为887℃，成品厚度5.0mm。层流冷却采用前分散冷却，钢带温度降低到574℃进行卷取。将热轧带钢经盐酸槽酸洗，该酸槽采用MH最新开发的i-BOX技术，操作和维护大大简化，节省能源和劳动力，热轧带钢去除表面氧化铁皮后，经过5机架UCM轧机冷轧，冷轧压下率为60％，轧至目标厚度2.0mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行，钢带运行速度140m/min，均热温度780℃，均热时间120S，快冷开始温度680℃，快冷冷速15℃/S，平整延伸率1.6％。最后进行产品性能检测。
表1本发明实施例1～3的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Alt Ti Nb Ca
1 0.07 0.09 1.05 0.010 0.003 0.035 0.024 0.044 0.002
2 0.07 0.06 1.04 0.004 0.005 0.035 0.022 0.042 0.002
3 0.07 0.08 1.06 0.009 0.004 0.040 0.025 0.040 0.002
对本发明实施例1～3的钢卷进行力学性能检验，检验结果见表2。
表2本发明实施例1～3的钢卷的力学性能
Figure BDA0002399222560000061
由表2数据可知，按照本发明提供的方法生产的一种420MPa级汽车用冷轧低合金高强钢力学性能和工艺性能符合EN 10268-2013的要求。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.06-0.08％，Si：0.08-0.13％，Mn：1.00-1.10％，P：≤0.018％，S：≤0.005％，Alt：0.020-0.050％，Ti：0.020-0.030％，Nb：0.040-0.050％，Ca：0.0010-0.0030％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.07％，Si：0.09％，Mn：1.05％，P：0.010％，S：0.003％，Alt：0.035％，Ti：0.024％，Nb：0.044％，Ca：0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.07％，Si：0.06％，Mn：1.04％，P：0.004％，S：0.005％，Alt：0.035％，Ti：0.022％，Nb：0.042％，Ca：0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.07％，Si：0.08％，Mn：1.06％，P：0.009％，S：0.004％，Alt：0.040％，Ti：0.025％，Nb：0.040％，Ca：0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质。
5.根据权利要求1-4任一项所述的汽车用420MPa级冷轧低合金高强钢的生产方法，其特征在于，包括：
(1)冶炼—连铸生产工艺流程：铁水预处理—转炉—LF精炼—铸机；供铸机钢水成分为C：0.06-0.08％，Si：0.08-0.13％，Mn：1.00-1.10％，P：≤0.018％，S：≤0.005％，Alt：0.020-0.050％，Ti：0.020-0.030，Nb：0.040-0.050，Ca：0.0010-0.0030％；
(2)热轧生产工艺流程：铸坯加热—粗轧—精轧—卷取；所述铸坯出炉温度1220±20℃，所述粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧，精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧，中间坯厚度40-45mm；所述精轧的终轧温度为880±20℃，热轧钢带厚度5.0mm；所述冷却采用层流冷却设备，前分散冷却模式，所述卷取温度为570±20℃；
(3)酸洗冷轧工艺流程：将热轧带钢经i-BOX技术盐酸槽酸洗，去除表面氧化铁皮后，经过5机架冷轧机冷轧，冷轧压下率为60％，轧至目标厚度2.0mm；
(4)连续退火工艺流程：将冷硬卷钢带开卷后加热至760±20℃，均热120-170S，以3-5℃/s的速度冷至580±20℃,然后以10-15℃/S的冷却速度冷却至在400±20℃，平整延伸率设定为1.6％。
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