CN106929771B - 1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板及制备方法 - Google Patents

1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板及制备方法 Download PDF

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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

1000MPa级双相高强镀锌带钢和钢板及制备方法
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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