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CN113403541A - 550MPa级低合金高强冷轧钢板及其生产方法 - Google Patents

550MPa级低合金高强冷轧钢板及其生产方法 Download PDF

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CN113403541A CN202110691436.XA CN202110691436A CN113403541A CN 113403541 A CN113403541 A CN 113403541A CN 202110691436 A CN202110691436 A CN 202110691436A CN 113403541 A CN113403541 A CN 113403541A
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郑之旺
周伟
郑昊青
余灿生
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Abstract

本发明属于冷轧板带生产技术领域，涉及550MPa级低合金高强冷轧钢板及其生产方法。钢板的化学成分以质量百分比计C 0.050％～0.090％，Si 0.010％～0.20％，Mn 1.00％～1.30％，P≤0.020％，S≤0.012％，Nb 0.03～0.08％，Ti 0.02～0.05％，Als 0.020％～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质组成。生产方法包括以下步骤：冶炼得钢水，钢水连铸成钢坯，钢坯经加热、粗轧、精轧、酸洗、冷却、卷取、冷轧、连续退火即得钢板。本发明将合金成分与工艺结合，制备出Rp0.2为550‑650MPa，Rm为610‑750MPa，伸长率≥16.0％的钢板。

Description

550MPa级低合金高强冷轧钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冷轧板带生产技术领域，具体涉及一种550MPa级低合金高强冷轧钢板及其生产方法。
背景技术
随着汽车工业的发展，汽车保有量的增多，在给人们出行带来方便的同时也产生了能耗、环境排放和安全的三大问题。大量的实验表明，汽车轻量化是汽车节能减排的重要手段，乘用车每减重10％，可以节油6％-8％，排放降低4％。汽车轻量化要求一方面是用轻质材料，另一方面用高强度的材料。
目前冷轧高强钢的生产工艺主要有：一是低碳低合金成分设计，经过冷轧强化后进行不完全退火的工艺，充分利用冷轧的加工硬化，适用于对材料塑性要求不高的产品，该工艺简单，生产成本低；二是通过C、Mn固溶强化，该成分下退火时材料强度下降显著，适用于强度相对不高的产品设计；三是微合金强化，形成二相粒子获得稳定细化的原始晶粒，再结合一定的冷轧退火工艺，这种设计目前最为常见，但Nb、Ti、Cr等微合金价格高，经济性不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种550MPa级低合金高强冷轧钢板及其生产方法。
本发明首先提供了一种550MPa级低合金高强冷轧钢板，所述钢板的化学成分以质量百分比计为：C 0.050％～0.090％，Si 0.010％～0.20％，Mn 1.00％～1.30％，P≤0.020％，S≤0.012％，Nb 0.03～0.08％，Ti 0.02～0.05％，Als 0.020％～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质组成。
本发明还提供了上述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法，包括以下步骤：冶炼得到上述化学成分的钢水，钢水连铸成钢坯，钢坯经加热、粗轧、精轧、酸洗、冷却、卷取、冷轧、连续退火即得钢板。
其中，上述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法中，所述加热温度为1220℃～1250℃。加热时间为200～260min。
其中，上述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法中，所述粗轧采用5道次轧制。
进一步的，上述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法中，所述粗轧第一道次压下率为13～18％，第2～5道次压下率为18～20％。
其中，上述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法中，所述精轧开轧温度为1150℃～1190℃，终轧温度为850℃～900℃。
其中，上述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法中，所述卷取的温度为550～600℃。
其中，上述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法中，所述冷轧压下率为50％～65％。
其中，上述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法中，所述连续退火时带钢运行速度为80～200m/min，退火均热温度为800～840℃，缓冷终点温度为650～680℃，过时效温度为400～430℃，光整延伸率为1.3～1.5％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明将合金成分与工艺结合，制备出成品力学性能达到屈服强度550-650MPa，抗拉强度610-750MPa，伸长率≥16.0％的要求。
具体实施方式
本发明提供了一种550MPa级低合金高强冷轧钢板，所述钢板的化学成分以质量百分比计为：C 0.050％～0.090％，Si 0.010％～0.20％，Mn 1.00％～1.30％，P≤0.020％，S≤0.012％，Nb 0.03～0.08％，Ti 0.02～0.05％，Als 0.020％～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质组成。
本发明选择化学成分及其范围的原因如下：碳含量范围的选择主要考虑强度、成形性和焊接性能的匹配，如果碳含量低于0.05％，则钢板的强度低，需添加更多的其它强化合金元素才能达到高强度要求，不符合低成本设计；若高于0.090％，则钢板的成形性和焊接性将降低，同时不利于低强度级别性能控制。添加少量的硅和磷可提供固溶强化效果，更重要的是能净化再结晶铁素体，促进珠光体转变，提高试验钢的耐时效性能。Mn主要是以固溶强化形式提高强度并且与硫结合成MnS，防止因FeS所造成的热裂纹，Mn含量过高，会影响钢的焊接性能。S作为残留元素存在，按≤0.012％控制。铝主要是作为脱氧元素添加的，要实现完全脱氧，其含量要求在0.010％以上，但过高的铝将影响钢的焊接性能及铸坯夹杂物控制，因此，Al含量选择为0.020％～0.070％为宜。微合金Ti加入是为了有效地细小晶粒，同时与C、N元素结合形成Ti(C,N)强化铁素体基体，从而实现高强度目的，根据其强度级别要求，将其设计成0.020～0.050％。微合金Nb加入是为了通过提高奥氏体再结晶温度，从而有效地细小晶粒，同时与C、N元素结合形成Nb(C,N)强化铁素体基体，从而实现高强度目的，根据其强度级别要求，将其设计成0.030～0.080％。
本发明还提供了上述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法，包括以下步骤：冶炼得到所述化学成分的钢水，钢水连铸成厚度为220±10mm连铸坯；连铸坯加热至1220℃～1250℃，在炉时间200～260min；进行粗轧，粗轧采用5道次轧制，粗轧第一道次压下率为13～18％，第2～5道次压下率为18～20％，全长全数除磷，轧制过程投用保温罩，热轧中间板坯厚度在39mm～43mm；精轧开轧温度1150℃～1190℃，终轧温度范围为850℃～900℃；精轧后前段冷却方式冷却到550～600℃进行卷取，热轧板的厚度2.5～5.0mm，热轧板经碱洗清洗干净后，在结合冷轧机的能力，冷轧压下率确定为50％～65％，连续退火带钢运行速度控制在80～200m/min，退火均热温度按800～840℃，缓冷终点温度控制在650～680℃，过时效温度控制在400～430℃，光整延伸率按1.3～1.5％控制。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例
按常规铁水脱硫、转炉冶炼、LF炉处理，将钢水成分控制如下表1成分，经连铸成230mm厚的连铸坯，连铸坯经粗轧得到中间板坯厚度在41mm，精轧得3.25mm厚热轧板，酸洗，冷却，卷取，冷轧，连续退火，即得。
表1钢水成分
编号 C Si Mn P S Nb Ti Als
实施例1 0.070 0.11 1.25 0.010 0.002 0.037 0.035 0.030
实施例2 0.060 0.10 1.30 0.012 0.009 0.040 0.029 0.038
对比例1 0.06 0.07 0.66 0.014 0.007 0.016 0.028 0.035
对比例2 0.05 0.07 0.62 0.012 0.006 0.014 0.025 0.032
(1)热轧工艺参数如下表2所示：
表2热轧主要工艺参数
编号 加热温度/℃ 精轧温度/℃ 终轧温度/℃ 卷取温度/℃
实施例1 1230 1160 868 580
实施例2 1226 1152 871 579
对比例1 1233 1135 935 755
对比例2 1238 1136 935 746
(2)将热轧卷酸洗后，冷轧成薄带钢，其中冷轧压下率分别为53.8％。
(3)连续退火工艺参数如表3所示：
表3连续退火主要工艺参数
编号 退火温度/℃ 缓冷终点温度/℃ 过时效温度/℃ 光整延伸率/％
实施例1 823 680 428 1.43
实施例2 821 675 423 1.50
对比例1 828 636 400 1.40
对比例2 830 638 400 1.35
(4)经上述工艺制备的钢板，其力学性能如下表4所示。
表4冷轧钢板力学性能
编号 厚度/mm R<sub>p0.2</sub>/MPa Rm/MPa 伸长A<sub>80</sub>/％
实施例1 1.5 578 629 18.0
实施例2 1.5 583 631 17.5
对比例1 1.5 470 598 16.0
对比例2 1.5 4675 596 15.0

Claims (8)

1.550MPa级低合金高强冷轧钢板，其特征在于：所述钢板的化学成分以质量百分比计为：C 0.050％～0.090％，Si 0.010％～0.20％，Mn 1.00％～1.30％，P≤0.020％，S≤0.012％，Nb 0.03～0.08％，Ti 0.02～0.05％，Als 0.020％～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质组成。
2.权利要求1所述550MPa级低合金高强冷轧钢板的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：冶炼得到所述化学成分的钢水，钢水连铸成钢坯，钢坯经加热、粗轧、精轧、酸洗、冷却、卷取、冷轧、连续退火即得钢板。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：所述加热温度为1220℃～1250℃，加热时间为200～260min。
4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：所述粗轧采用5道次轧制；进一步的，所述粗轧第一道次压下率为13～18％，第2～5道次压下率为18～20％。
5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：所述精轧开轧温度为1150℃～1190℃，终轧温度为850℃～900℃。
6.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：所述卷取的温度为550～600℃。
7.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：所述冷轧压下率为50％～65％。
8.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：所述连续退火时带钢运行速度为80～200m/min，退火均热温度为800～840℃，缓冷终点温度为650～680℃，过时效温度为400～430℃，光整延伸率为1.3～1.5％。
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