CN106929771B - 1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板及其制备方法,所述带钢和钢板基板成分及其质量含量如下:C:0.06~0.15%,Mn:2.2~2.8%,Si:0.45~0.65%,Cr:0.40~0.60%,P≤0.012%,S≤0.002%,Als:0.020~0.070%,Ti:0.010~0.030%,Mo:0.15~0.30%,其余为Fe和不可清除的杂质。制备方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序。本发明采用新的成分设计,通过控制各工序的工艺参数,大大降低了生产难度,提高了成品合格率。成品具有良好的成型性能、机械性能和抗腐蚀性能等特点,抗拉强度在1000MPa以上。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域,具体涉及1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板及制备方法。
背景技术
近年来,为了满足汽车减重节能、环保以及安全性的需要,双相钢等先进高强钢越来越受到各国学者的关注。双相钢因具有屈服强度低、抗拉强度高、屈强比低、加工硬化明显、断后伸长率高、易冲压成形、良好的塑性和韧性匹配等诸多优点逐渐成为汽车制造的重要材料。
DP系列高强钢镀锌汽车板产品的显微组织由铁素体和马氏体组成,马氏体组织以岛状弥散分布在铁素体的基体上。铁素体较软,使钢材具备较好的成形性;马氏体较硬,使钢材具备较高的强度。随着马氏体所占比例的升高其强度越高。根据用途,可生产不同强度级别和不同屈强比(YS/TS) 的双相钢。双相钢易切割成形,可用传统的焊接方法焊接。其具备无屈服延伸、无室温时效、低屈强比、高加工硬化指数和烘烤硬化值的特点。
高强镀锌带钢和钢板的生产过程中,由于Mn和Si元素的添加量较多,在退火过程中,Mn和Si元素向表面富集,生成氧化物,在后续热处理过程中在带钢和钢板表面富集,造成带钢和钢板表面与纯锌的粘附性降低,甚至会造成锌层的漏镀。因此研究新的成分设计,通过对各工序的工艺参数控制,尤其是对退火过程工艺参数的控制,能够决定着带钢和钢板的板型、表面质量和力学性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供退火温度窗口宽的1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板;本发明还提供了1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板的制备方法。本发明方法采用新的成分设计,通过控制各工序的工艺参数进行制备,大大降低了生产难度,提高了成品合格率;具有生产简单,实施难度小,生产稳定,烘烤硬化效应和屈强比低等特点。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,所述镀锌带钢和钢板基板化学成分及质量百分含量为:C:0.06~0.15%,Mn:2.2~2.8%,Si:0.45~0.65%,Cr:0.40~0.60%,P≤0.012%,S≤0.002%,Als:0.020~0.070%,Ti:0.010~0.030%,Mo:0.15~0.30%,其余为Fe和不可清除的杂质。
本发明还提供了1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板的制备方法,其包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,所述镀锌带钢和钢板基板化学成分及质量百分含量为:C:0.06~0.15%,Mn:2.2~2.8%,Si:0.45~0.65%,Cr:0.40~0.60%,P≤0.012%,S≤0.002%,Als:0.020~0.070%,Ti:0.010~0.030%,Mo:0.15~0.30%,其余为Fe和不可清除的杂质。采用添加Mn和Cr 元素来提高钢的淬透性,增加快冷过程中马氏体的生成比例;添加Mo元素,在相变过程中能减缓马氏体板状基体晶界碳化物的析出,从而改善组织与性能。
本发明所述热轧工序,加热温度为1200~1350℃,精轧终轧温度为875~905℃,卷取温度为620~750℃。
本发明所述冷轧工序,冷轧压下率≥50%。
本发明所述连续镀锌工序,均热温度为760~840℃;先缓冷至680~740℃,再快冷至420~450℃;镀锌温度458~462℃;退火保温时间为100~200s,缓冷冷却速率10~20℃/s,快冷冷却速率35~65℃/s,镀锌时间5~15s;预热段露点-10℃~+20℃(目标+8℃),加热段1露点-20℃~+10℃(目标值+5℃),加热段2露点-5℃~-30℃(目标值-20℃)。通过调整镀锌退火炉区的露点值,采用预氧化再还原的形式,在带钢和钢板表面形成一层海绵铁,提高带钢和钢板的浸润性,在带钢和钢板表面镀上一层纯锌层,有效的阻碍了基体的腐蚀,其成品具有良好的成型性能、机械性能和抗腐蚀性能,且生产窗口宽,工艺简单,控制稳定。
本发明所述光整工序,光整延伸率为0.2~0.6%。
本发明所述钝化工序,钝化温度80~120℃。
本发明所述加热工序,加热温度为1200~1350℃,总加热时间为90~180min。
本1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板产品检测标准参考国标《GB/T2518-2008连续热镀锌钢板及钢带》。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、本镀锌带钢和钢板采用添加Mn和Cr元素来提高钢的淬透性,增加快冷过程中马氏体的生成比例;添加了Mo元素,在相变过程中能减缓马氏体板状基体晶界碳化物的析出,从而改善组织与性能。2、带钢和钢板中添加Si和Mn元素,在镀锌退火过程中向带钢和钢板表面富集,容易产生漏镀,本发明通过调整镀锌退火炉区的露点值,通过预氧化再还原的形式,在带钢和钢板表面形成一层海绵铁,提高带钢和钢板的侵润性,在带钢和钢板表面镀上一层纯锌层,有效的阻碍了基体的腐蚀。3、本发明成品具有良好的成型性能、机械性能和抗腐蚀性能,抗拉强度在1000MPa以上,屈服强度600-750MPa,伸长率A50%≥10%,且生产窗口宽,生产工艺简单,控制稳定,具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明生产1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板的方法如下:
采用与表1所述镀锌带钢和钢板基板的化学成分相同的连铸坯,经加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序制备得到所述的双相高强镀锌带钢和钢板。加热工序采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热温度为1200~1350℃,总加热时间为90~180min;热轧工序的精轧终轧温度为875~905℃,卷取温度为620~750℃;冷轧工序的冷轧压下率≥50%;连续镀锌工序的均热温度为760~840℃,先缓冷至680~740℃,再快冷至420~450℃;镀锌温度(锌液温度)458~462℃,预热段露点-10℃~+20℃,加热段1露点-20℃~+10℃,加热段2露点-5℃~-30℃,退火工艺保温时间100~200s,缓冷冷却速率10~20℃/s,快冷冷却速率35~65℃/s,镀锌时间5~15s;光整工序的光整延伸率为0.2~0.6%;钝化工序的钝化温度为80~120℃。各实施例所得镀锌带钢和钢板进行性能检测,取横向试样,试样标距为50mm,平行段的宽度为25mm,检测得到的力学性能见表2。
实施例1
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1280℃,总加热时间为120min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为880℃,卷取温度为680℃。
3)冷轧工序:冷轧压下率50%。
4)连续镀锌工序:均热温度为795℃,先缓冷至710℃,再快冷至445℃;镀锌温度(锌液温度)461℃;预热段露点+5℃,加热段1露点+3℃,加热段2露点-20℃;退火工艺保温时间140s;缓冷冷却速率15℃/s,快冷冷却速率52.5℃/s,镀锌时间6s。
5)光整工序,光整延伸率为0.3%。
6)钝化工序,钝化温度为90℃。
实施例2
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1350℃,总加热时间为140min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为875℃,卷取温度为690℃。
3)冷轧工序:冷轧压下率55%。
4)连续镀锌工序:均热温度为770℃,先缓冷至700℃,再快冷至420℃;镀锌温度(锌液温度)460℃;预热段露点-10℃,加热段1露点+3℃,加热段2露点-10℃;退火工艺保温时间160s;缓冷冷却速率10℃/s,快冷冷却速率65℃/s,镀锌时间8s。
5)光整工序,光整延伸率为0.35%。
6)钝化工序,钝化温度为80℃。
实施例3
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1250℃,总加热时间为100min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为905℃,卷取温度为620。
3)冷轧工序:冷轧压下率50%。
4)连续镀锌工序:均热温度为840℃,先缓冷至740℃,再快冷至450℃;镀锌温度(锌液温度)460℃;预热段露点+9℃,加热段1露点-20℃,加热段2露点-5℃;退火工艺保温时间130s;缓冷冷却速率20℃/s,快冷冷却速率35℃/s,镀锌时间7s。
5)光整工序,光整延伸率为0.3%。
6)钝化工序,钝化温度为120℃。
实施例4
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1300℃,总加热时间为160min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为890℃,卷取温度为690℃。
3)冷轧工序:冷轧压下率55%。
4)连续镀锌工序:均热温度为825℃,先缓冷至690℃,再快冷至440℃;镀锌温度(锌液温度)460℃;预热段露点+5℃,加热段1露点+10℃,加热段2露点-10℃;退火工艺保温时间110s;缓冷冷却速率15℃/s,快冷冷却速率56℃/s,镀锌时间5s。
5)光整工序,光整延伸率为0.6%。
6)钝化工序,钝化温度为90℃。
实施例5
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1310℃,总加热时间为90min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为895℃,卷取温度为690℃。
3)冷轧工序:冷轧压下率50%。
4)连续镀锌工序:均热温度为800℃,先缓冷至710℃,再快冷至440℃;镀锌温度(锌液温度)458℃;预热段露点+20℃,加热段1露点+4℃,加热段2露点-20℃;退火工艺保温时间180s;缓冷冷却速率10℃/s,快冷冷却速率55℃/s,镀锌时间8s。
5)光整工序,光整延伸率为0.3%。
6)钝化工序,钝化温度为90℃。
实施例6
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1280℃,总加热时间为130min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为900℃,卷取温度为680℃。
3)冷轧工序:冷轧压下率50%。
4)连续镀锌工序:均热温度为790℃,先缓冷至700℃,再快冷至445℃;镀锌温度(锌液温度)460℃;预热段露点+5℃,加热段1露点+5℃,加热段2露点-30℃;退火工艺保温时间100s;缓冷冷却速率15℃/s,快冷冷却速率54℃/s,镀锌时间6s。
5)光整工序,光整延伸率为0.2%。
6)钝化工序,钝化温度为90℃。
实施例7
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1290℃,总加热时间为100min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为880℃,卷取温度为690℃。
3)冷轧工序:冷轧压下率55%。
4)连续镀锌工序:均热温度为810℃,先缓冷至700℃,再快冷至440℃;镀锌温度(锌液温度)460℃;预热段露点+6℃,加热段1露点+4℃,加热段2露点-20℃;退火工艺保温时间170s;缓冷冷却速率15℃/s,快冷冷却速率55℃/s,镀锌时间12s。
5)光整工序,光整延伸率为0.3%。
6)钝化工序,钝化温度为110℃。
实施例8
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1290℃,总加热时间为95min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为885℃,卷取温度为750℃。
3)冷轧工序:冷轧压下率55%。
4)连续镀锌工序:均热温度为805℃,先缓冷至710℃,再快冷至440℃;镀锌温度(锌液温度)459℃;预热段露点+7℃,加热段1露点+5℃,加热段2露点-20℃;退火工艺保温时间120s;缓冷冷却速率16℃/s,快冷冷却速率50.5℃/s,镀锌时间7s。
5)光整工序,光整延伸率为0.3%。
6)钝化工序,钝化温度为90℃。
实施例9
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1200℃,总加热时间为180min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为880℃,卷取温度为690℃。
3)冷轧工序:冷轧压下率50%。
4)连续镀锌工序:均热温度为795℃,先缓冷至700℃,再快冷至445℃;镀锌温度(锌液温度)460℃;预热段露点+6℃,加热段1露点+4℃,加热段2露点-20℃;退火工艺保温时间200s;缓冷冷却速率17℃/s,快冷冷却速率55℃/s,镀锌时间15s。
5)光整工序,光整延伸率为0.3%。
6)钝化工序,钝化温度为90℃。
实施例10
1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板,基板化学成分及质量百分含量见表1,力学性能见表2。
生产方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,具体步骤如下:
1)加热工序:连铸坯采用步进式加热炉加热,连铸坯的加热段均热温度为1280℃,总加热时间为90min。
2)热轧工序:精轧终轧温度为885℃,卷取温度为690℃。
3)冷轧工序:冷轧压下率50%。
4)连续镀锌工序:均热温度为760℃,先缓冷至680℃,再快冷至440℃;镀锌温度(锌液温度)462℃;预热段露点+6℃,加热段1露点+5℃,加热段2露点-15℃;退火工艺保温时间145s;缓冷冷却速率14℃/s,快冷冷却速率52℃/s,镀锌时间10s。
5)光整工序,光整延伸率为0.3%。
6)钝化工序,钝化温度为100℃。
表1 实施例1-10镀锌带钢和钢板基板的化学成分(wt%)
实施例 | C | Mn | Si | P | S | Als | Cr | Ti | Mo |
1 | 0.09 | 2.42 | 0.50 | 0.011 | 0.002 | 0.020 | 0.55 | 0.020 | 0.20 |
2 | 0.10 | 2.20 | 0.45 | 0.012 | 0.001 | 0.045 | 0.50 | 0.010 | 0.20 |
3 | 0.15 | 2.80 | 0.65 | 0.010 | 0.002 | 0.041 | 0.40 | 0.020 | 0.15 |
4 | 0.10 | 2.50 | 0.60 | 0.012 | 0.001 | 0.043 | 0.49 | 0.030 | 0.22 |
5 | 0.09 | 2.50 | 0.55 | 0.012 | 0.001 | 0.042 | 0.48 | 0.025 | 0.30 |
6 | 0.09 | 2.65 | 0.55 | 0.011 | 0.002 | 0.041 | 0.50 | 0.020 | 0.25 |
7 | 0.06 | 2.70 | 0.60 | 0.010 | 0.001 | 0.043 | 0.60 | 0.020 | 0.20 |
8 | 0.11 | 2.50 | 0.55 | 0.009 | 0.001 | 0.041 | 0.53 | 0.020 | 0.23 |
9 | 0.09 | 2.50 | 0.60 | 0.011 | 0.002 | 0.070 | 0.45 | 0.018 | 0.20 |
10 | 0.08 | 2.55 | 0.55 | 0.012 | 0.001 | 0.041 | 0.42 | 0.022 | 0.20 |
表2 实施例1-10所得产品的力学性能
实施例 | 抗拉强度MPa | 屈服强度MPa | 伸长率A<sub>50</sub>% |
1 | 1031 | 750 | 11 |
2 | 1000 | 600 | 11.5 |
3 | 1018 | 616 | 10.5 |
4 | 1019 | 645 | 11 |
5 | 1020 | 616 | 11 |
6 | 1002 | 620 | 12 |
7 | 1018 | 620 | 10.5 |
8 | 1015 | 610 | 11 |
9 | 1005 | 620 | 11 |
10 | 1010 | 600 | 10.5 |
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种1000MPa级双相高强镀锌带钢,其特征在于,所述镀锌带钢基板化学成分及质量百分含量为:C:0.06~0.15%,Mn:2.55~2.8%,Si:0.45~0.65%,Cr:0.40~0.60%,P≤0.012%,S≤0.002%,Als:0.020~0.070%,Ti:0.010~0.030%,Mo:0.15~0.30%,其余为Fe和不可清除的杂质;
所述一种1000MPa级双相高强镀锌带钢的制备方法包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,所述热轧工序,加热温度为1200~1350℃,精轧终轧温度为875~905℃,卷取温度为620~750℃;
所述冷轧工序,冷轧压下率≥50%;
所述连续镀锌工序,均热温度为760~840℃;先缓冷至680~740℃,再快冷至420~450℃;镀锌温度458~462℃;
所述连续镀锌工序,退火保温时间为100~200s,缓冷冷却速率10~20℃/s,快冷冷却速率35~65℃/s,镀锌时间5~15s;
所述连续镀锌工序,预热段露点-10℃~+20℃,目标+8℃;加热段1露点-20℃~+10℃,目标值+5℃;加热段2露点-5℃~-30℃,目标值-20℃。
2.一种1000MPa级双相高强镀锌带钢的制备方法,包括加热、热轧、冷轧、连续镀锌、光整和钝化工序,其特征在于,所述镀锌带钢基板化学成分及质量百分含量为:C:0.06~0.15%,Mn:2.55~2.8%,Si:0.45~0.65%,Cr:0.40~0.60%,P≤0.012%,S≤0.002%,Als:0.020~0.070%,Ti:0.010~0.030%,Mo:0.15~0.30%,其余为Fe和不可清除的杂质;
所述热轧工序,加热温度为1200~1350℃,精轧终轧温度为875~905℃,卷取温度为620~750℃;
所述冷轧工序,冷轧压下率≥50%;
所述连续镀锌工序,均热温度为760~840℃;先缓冷至680~740℃,再快冷至420~450℃;镀锌温度458~462℃;
所述连续镀锌工序,退火保温时间为100~200s,缓冷冷却速率10~20℃/s,快冷冷却速率35~65℃/s,镀锌时间5~15s;
所述连续镀锌工序,预热段露点-10℃~+20℃,目标+8℃;加热段1露点-20℃~+10℃,目标值+5℃;加热段2露点-5℃~-30℃,目标值-20℃。
3.根据权利要求2所述的一种1000MPa级双相高强镀锌带钢的制备方法,其特征在于,所述光整工序,光整延伸率为0.2~0.6%。
4.根据权利要求2所述的一种1000MPa级双相高强镀锌带钢的制备方法,其特征在于,所述钝化工序,钝化温度80~120℃。
5.根据权利要求2所述的一种1000MPa级双相高强镀锌带钢的制备方法,其特征在于,所述加热工序,加热温度为1200~1350℃,总加热时间为90~180min。
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