CN104357743A

CN104357743A - 一种扩孔率≥90%的热轧带钢及生产方法

Info

Publication number: CN104357743A
Application number: CN201410651336.4A
Authority: CN
Inventors: 谭文; 韩斌; 蔡珍; 魏兵
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: CN104357743B

Abstract

一种扩孔率≥90%的热轧带钢，其组分及wt%为：C：0.030~0.05%，Si：0.005~0.20%，Mn：0.20~0.60%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，N：≤0.006%，Als：0.030~0.080%，Ti:0.05~0.15%，B：0.0005~0.002%；用CSP生产步骤：冶炼并连铸成坯；对连铸坯加热；轧制；层流冷却；卷取；自然冷却至室温；进行精整。本发明能以薄代厚，以热代冷，进一步降低汽车用钢材的制造成本。采用本方法生产的热轧带钢延伸凸缘性能良好，扩孔率达到90%以上，可满足成型复杂的汽车零部件的生产，且本发明利用现有设备，无需采用超快冷等设备。

Description

一种扩孔率≥90%的热轧带钢及生产方法

技术领域

本发明涉及一种汽车用钢及生产方法，具体地属于一种具有良好延伸凸缘性热轧带钢及生产方法。

背景技术

近年来，随着汽车节能减排技术的推进，汽车轻量化成为一种发展趋势，由此对薄规格高强汽车用钢的需求越来越迫切。在用于车轮轮辐等较为复杂的部件制造时，除了需要较高的强度，同时对钢材延伸凸缘性的要求越来越高，但钢材的延伸凸缘性一般随着钢材强度增加而降低，因此同时具有高强度且延伸凸缘性能优良的高强钢板急需开发。钢材的延伸凸缘性与钢材中的组织相关，通常控制钢中的组织为铁素体贝氏体组织。

如中国专利公开号为CN 102443735A的文献，其公开了一种组织为铁素体+贝氏体组织，抗拉强度≥450MPa，延伸率≥26%，扩孔率≥75%的高延伸凸缘性能热轧双相钢，其化学成分为，C：0.09~0.10%，Si：0.01~0.40%，Mn：1.30~1.40%， P：≤0.012%，S≤0.006%，主要工艺参数为：加热温度1200~1250℃，未再结晶变形量60%~80%，终轧温度800~860℃，层流冷却采取水冷+空冷+水冷的冷却方式，第一段水冷30~50℃/s冷却至680~700℃，并进行空冷5~10s，然后经第二段水冷30~50℃/s冷却至450~550℃。

还有中国专利公开号为CN 102409245A的文献，其公开了一种组织为铁素体+贝氏体组织，抗拉强度≥580MPa，延伸率≥26%，扩孔率≥75%的高延伸凸缘性能热轧双相钢，其化学成分为，C：0.05~0.10%，Si：0.20~0.60，Mn：1.00~1.70%，Al：0.01~0.06%，P：0.05~0.10%，Cr：0.20~0.80%，S≤0.005%，主要工艺参数为采用两阶段轧制，粗轧压下率≥70%，精轧压下率≥75%，精轧开轧温度1000~1100℃，终轧温度800~880℃，层流冷却采取水冷+空冷+水冷的冷却方式，卷取温度350~500℃，成品厚度2~10mm。

还有中国专利公开号为CN 102943205A的文献，其公开了一种抗拉强度580MPa级铁素体贝氏体热轧双相钢及其制备方法，，提出了一种抗拉强度580MPa以铁素体贝氏体热轧双相钢及其制备方法，其化学成分为C：0.06~0.12%，Si：0.40~0.80，Mn：1.20~1.60%，P：≤0.012%，Ti：0.05~0.10%，S≤0.010%，主要工艺参数加热温度1220~1250℃，粗轧开轧温度1120~1170℃，粗轧终轧温度980~1070℃，精轧开轧温度950~1020℃，终轧温度800~850℃，10~30℃/s冷却至680~720℃，并进行空冷至620~650℃，然后以25~60℃/s冷却至400~500℃，并卷取。所得产品的抗拉强度≥580MPa，屈强比≤0.75，延伸率≥25%，扩孔率大于80%。

但在这些技术中，钢中组织以铁素体+贝氏体为主，铁素体和贝氏体硬度存在较大差别，因此材料的延伸凸缘性不高，另外，钢中过高的Mn含量也容易导致钢板中心形成Mn偏析，对钢材的延伸性产生不利影响，钢中C含量过高对延伸性产生不利影响，且对钢材的焊接性能造成不利影响。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种不仅抗拉强度≥580MPa，且金相组织为95%~100%的铁素体，延伸率≥25%，扩孔率≥90%的扩孔率≥90%的热轧带钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

1、一种扩孔率≥90%的热轧带钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.03%~0.05%，Si：0.005~0.20%，Mn：0.20~0.60%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，N：≤0.006%，Als：0.03~0.08%，Ti:0.05~0.15%，B：0.0005~0.002%，其余为Fe和不可避免的杂质；金相组织为95%~100%的铁素体，抗拉强度≥580MPa，延伸率≥25%，扩孔率≥90%。

优选地：B的重量百分比含量为0.0005~0.00096%。

优选地：Ti的重量百分比含量为0.05~0.093%。

采用CSP线生产一种扩孔率≥90%的热轧带钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯，其中：控制浇钢温度在1530~1565℃；

2）对铸坯加热：控制铸坯入炉温度在850~1050℃，出炉温度在1100℃~1250℃，铸坯在炉时间10~40min；

3）进行轧制：控制终轧温度在880~940℃；共进行7个道次轧制，轧制第一和第二道次压下率在50%~70%，轧制第6和第7道次压下率在5~20%；

4）进行层流冷却：进行分段层流冷却，前段冷却速率在50~150℃/s；

5）进行卷取，卷取温度控制在550℃~650℃；

6）自然冷却至室温；

7）进行精整。

优选地：前段冷却速率在70~120℃/s。

优选地：卷取温度在580℃~630℃。

本发明中各组分及主要工艺的机理及作用

C：碳在钢中主要起固溶强化作用，并与钢中的Ti形成TiC细小颗粒，起到固溶强化和析出强化的作用，有效提高钢材的强度和耐疲劳性能。碳含量低于0.03%时，析出TiC的量较少，强化作用不明显，碳含量高于0.05%时，钢中铁素体含量减少，而珠光体增加，降低钢材的塑性和延伸凸缘性，另外碳含量过高也会影响钢材的焊接性能，因此钢中的C含量选择为0.030%~0.05%。

Mn：Mn在钢中起固溶强化作用，含量过低，强化作用太小，因此最低Mn含量为0.20%，Mn含量过高容易在板带厚度中心形成偏析，降低产品延伸凸缘性，因此最高Mn含量为0.60%。

Si：Si在钢中起固溶强化作用，且有利于提高钢材的韧性，Si含量过低，韧性提高效果不明显，因此最低Si含量为0.005%，但Si含量过高，容易造成表面缺陷，因此最高Si含量为0.20%。

P：P为钢中的杂质元素，易于在晶界偏聚，影响产品的韧性，因此其含量越低越好。根据实际控制水平，应控制在0.015%以下，优选地控制在0.010%以下。

S：S为钢中的杂质元素，易在晶界产生偏聚，且与钢中的Fe形成低熔点的FeS，降低钢材的韧性，炼钢时应充分去除，应控制在0.005%，优选地控制在0.002%以下。

N：N为钢中的杂质元素，降低钢材的韧性，容易和钢中Al、Ti形成AlN和TiN，含量过高，易形成粗大的AlN和TiN，因此尽量降低其含量，应控制在0.006%以下，优选地控制在0.003%以下。

Al：Al在钢中起到固溶强化作用，且Al在炼钢过程中起到脱氧的作用，因此钢中Al的最低含量为0.030%，但Al含量过高容易与钢中的N形成粗大的AlN颗粒，造成钢材的韧性降低，因此Al最高含量为0.080%。

Ti：Ti在钢中起到固溶强化作用，Ti与钢中的C在铁素体基体上形成纳米TiC，提高铁素体基体的强度和抗疲劳性。Ti还可以与钢中的N形成TiN，组织钢材加热时的晶粒长大。因此Ti的最低含量为0.05%。但Ti含量过高容易形成粗大的TiC颗粒，和粗大的TiN，从而降低钢材的韧性，且Ti含量过高增加成本。优选地Ti含量为0.05~0.093%。

B：B在钢中起到固溶强化作用，提高钢材的强度，且B可起到阻止TiC长大的作用，因此B的最小含量为0.0005%，但B含量过高会降低铁素体的韧性，因此最高含量为0.0020%。优选地0.0005~0.00096%

在本发明中，之所以控制第一和第二道次各自的压下率在50~70%，是由于高温段采取大压下轧制有利于细化原始铸坯组织，并使铸坯组织均匀化。

控制第6和第7道次各自轧制压下率在5~20%，是由于压下率太小不利于组织的细化，而压下率高于20%，则不利于薄规格板形的控制。

在进行层流冷却中，之所以控制前段冷却速率在50~150℃/s，是由于前段冷却速度较大时有利于得到细小的铁素体组织，抑制粗大TiC颗粒的析出，促进纳米级细小TiC的析出，提高钢材的强度和塑性，冷却速度大于150℃/s时，钢中容易出现贝氏体和马氏体组织，降低钢材的塑性。

本发明提供了一种具有良好延伸凸缘性能的580MPa级薄规格热轧带钢及其制造方法，采用低C含量0.030~0.055%、通过控轧控冷工艺，保证钢材的组织为95%以上的铁素体组织，提高钢材的塑性和韧性。为了提高钢材的强度采用适量的廉价Ti微合金，通过控制轧制层流冷却工艺参数，在铁素体中析出细小的TiC提高基体的强度，为保证钢材中析出细小纳米TiC颗粒，在钢中添加了适量的B；为了进一步提高钢材的韧性，适当添加对韧性有利的合金元素Si，并减少易于中心偏析且对韧性不利影响的Mn元素。本发明能以薄代厚，以热代冷，进一步降低汽车用钢材的制造成本。采用本方法生产的热轧带钢延伸凸缘性能良好，扩孔率达到90%以上，可满足成型复杂的汽车零部件的生产，且本发明利用现有设备，无需采用超快冷等设备。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的取值列表；

表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表。

本发明各实施例采用CSP线按照以下步骤生产：

1）冶炼并连铸成坯，其中：控制浇钢温度在1530~1565℃；

5）进行卷取，卷取温度控制在550℃~650℃；

6）自然冷却至室温；

7）进行精整。

表1 本发明实施例与比较例的化学成分列表（wt%）

表2 本发明各实施例及对比例工艺主要参数控制列表（一)

表2 本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表（二)

表3为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表

从表3可以看出，本发明的铁素体组织在95%以上，抗拉强度在580MPa以上，延伸率在25%以上，扩孔率在90%以上。

Claims

1.一种扩孔率≥90%的热轧带钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.03%~0.05%，Si：0.005~0.20%，Mn：0.20~0.60%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，N：≤0.006%，Als：0.03~0.08%，Ti:0.05~0.15%，B：0.0005~0.002%，其余为Fe和不可避免的杂质；金相组织为95%~100%的铁素体，抗拉强度≥580MPa，延伸率≥25%，扩孔率≥90%。

2.如权利要求1所述的一种扩孔率≥90%的热轧带钢，其特征在于：B的重量百分比含量为0.0005~0.00096%。

3.如权利要求1所述的一种扩孔率≥90%的热轧带钢，其特征在于：Ti的重量百分比含量为0.05~0.093%。

4.采用CSP线生产一种扩孔率≥90%的热轧带钢的方法，其步骤：

1）冶炼并连铸成坯，其中：控制浇钢温度在1530~1565℃；

5）进行卷取，卷取温度控制在550℃~650℃；

6）自然冷却至室温；

7）进行精整。

5.如权利要求4所述的生产一种扩孔率≥90%的热轧带钢的方法，其特征在于：前段冷却速率在70~120℃/s。

6.如权利要求4所述的生产一种扩孔率≥90%的热轧带钢的方法，其特征在于：卷取温度在580℃~630℃。