CN107699794A - 低成本热镀锌钢板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢板制造技术领域，具体涉及一种热镀锌钢板及其制备方法。针对现有方法制备的热镀锌钢板力学性能欠佳、延伸性能不好等问题，本发明提供了一种热镀锌钢板及其制备方法，本发明热镀锌钢板的化学成分为：按重量百分比计，C：0.03～0.08％，Si：0.08～0.20％，Mn：0.60～1.1％，P：0.010～0.040％，S：≤0.015％，Als：0.020～0.060％，Nb：0.020～0.050％，余量为Fe和不可避免杂质。其制备方法为：将冶炼钢水经冶炼‑热轧‑酸轧‑热镀锌‑退火工序后，得到热镀锌钢板。本发明制备的热镀锌钢板屈服强度为340～400MPa、抗拉强度为410～480MPa、延伸率≥28.0％、n90≥0.15，力学性能和成型性能优良，能够满足汽车外板用户使用要求。

Description

低成本热镀锌钢板及其制备方法
技术领域
本发明属于热镀锌钢板生产技术领域，具体涉及一种低成本热镀锌钢板及其制备方法。
背景技术
汽车用冷轧低合金高强钢具有更低的成本，在汽车内部结构件中仍具有广泛的应用。
(1)CN 101956125B公开了一种薄规格低合金高强度系列钢的柔性制造方法，采用简单的C-Mn钢基础成分，通过控轧控冷实现屈服强度345MPa～550MPa级钢材分级控制。但该发明专利基于薄板坯连铸连轧工艺，且其最终产品为热轧产品，未提供冷轧及退火工序性能分级控制方法。CN1288269C公开了一种低合金高强用钢制造方法，其成分(质量百分比，％)为C0.06～0.09、Mn1.30～1.40、Si0.195～0.305、P≤0.015、S≤0.006、V0.025～0.035、Nb0.015～0.025、Ti0.010～0.020、Al0.020～0.035、CaO0.0015～0.0045，其重点在于冶炼工艺的制造方法，主要解决边部角裂纹和钢的纯净度问题
(2)CN 102492823B公开了一种屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢板的连续退火工艺，主要解决屈服强度420MPa级冷轧低合金高强钢连续退火工艺参数的设定问题。
(3)CN103789625B公开了一种罩式退火生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法，其成分设计为：C0.05～0.10Wt％、Mn0.5～1.5Wt％、S≤0.020Wt％、Si≤0.5Wt％、Nb0.01～0.05Wt％、Ti0.01～0.06Wt％，结合罩式退火工艺，可获得屈服强度为462MPa、抗拉强度579MPa、延伸率A80为24％的综合性能。以上专利仅限于一种强度级别冷轧低合金高强钢的制造方法，均未提及解决低成本制造及性能分级的控制方法。
上述方法虽能制备得到热镀锌钢板，但热镀锌钢板的屈服强度和抗拉强度都较低，力学性能欠佳，成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：现有方法制备的热镀锌钢板力学性能欠佳、延伸性能不好、成本高等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种低成本热镀锌钢板及其制备方法，该热镀锌钢板屈服强度为340～400MPa、抗拉强度为410～480MPa、延伸率≥28.0％、n90≥0.15，可操作性强，成本低。
本发明提供了一种低成本热镀锌钢板，其化学成分为：按重量百分比计，C：0.03～0.08％，Si：0.08～0.20％，Mn：0.60～1.1％，P：0.010～0.040％，S：≤0.015％，Als：0.020～0.060％，Nb：0.020～0.050％，余量为Fe和不可避免杂质。
其中，上述低成本热镀锌钢板中，该钢板的屈服强度为340～400MPa、抗拉强度为410～480MPa、延伸率≥28.0％、n90≥0.15。
本发明还提供了一种上述低成本热镀锌钢板的制备方法，包括以下步骤：
将冶炼钢水经冶炼-热轧-酸轧-热镀锌-退火工序后，得到热镀锌钢板；所述热轧包括加热、除磷、粗轧、精轧、层流冷却和卷取工序。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，所述热轧中精轧开轧温度为1100～1250℃，终轧温度为870～950℃。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，所述热轧中卷取温度为570～650℃。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，所述酸轧工序中冷轧压下率为50～80％。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，所述退火工序具体为：从760～830℃以10～50℃/s的速度冷却至440～470℃，镀锌7～30s，再以5～10℃/s的速度终冷至室温。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，炉内保护气氛露点温度为-25～-60℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种低成本热镀锌钢板，通过严格控制C、N等间隙原子以保证钢质纯净，尤其是对Si、Mn含量定量化成分设计，结合特有的轧制及连续退火热镀锌工艺，制备得到一种表面质量优良、成形性能优异的热镀锌钢板。该钢板的屈服强度为340～400MPa、抗拉强度为410～480MPa、延伸率≥28.0％、n90≥0.15，能够同时保证抗拉强度和延伸率满足汽车外板用户使用要求，开发了一种新的汽车用热镀锌钢板。
具体实施方式
本发明提供了一种低成本热镀锌钢板，其化学成分为：按重量百分比计，C：0.03～0.08％，Si：0.08～0.20％，Mn：0.60～1.1％，P：0.010～0.040％，S：≤0.015％，Als：0.020～0.060％，Nb：0.020～0.050％，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明的低成本热镀锌钢板碳含量设计主要考虑强度、成形性和焊接性能的匹配，如果碳含量低于0.03％，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，增加生产成本。若高于0.08％，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。因此，本发明低成本热镀锌钢板的碳含量为0.03～0.08％。
同时，为了提高固溶强化效果，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，本发明的热镀锌钢板还含有少量的硅和磷，Si含量为0.08～0.20％，P含量为0.010～0.040％。
Mn在钢板中能够以固溶强化形式提高强度，并且与硫结合成MnS，可以防止因FeS所造成的热裂纹，但Mn含量过高，会影响钢的焊接性能，因此，本发明钢板中还含有0.60～1.1％的锰。
S作为残留元素，本发明控制在≤0.015％，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0.020～0.060％为宜。
特别的，本发明的低成本热镀锌钢板中还含有微合金Nb，它能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，从而实现高强度的目的。根据本发明制备的热镀锌钢板强度，本发明添加0.020～0.050％的Nb。
综上所述，通过对各种成分的精确控制，本发明制备得到了强度和成形性能优良的低成本热镀锌钢板，该钢板屈服强度为340～400MPa、抗拉强度为410～480MPa、延伸率≥28.0％、n90≥0.15。
本发明还提供了一种上述低成本热镀锌钢板的制备方法，包括以下步骤：
将冶炼钢水经冶炼-热轧-酸轧-热镀锌-退火工序后，得到热镀锌钢板；所述热轧包括加热、除磷、粗轧、精轧、层流冷却和卷取工序。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，为了防止热轧工序产生翘皮缺陷，同时保证高温卷取的温度，所述热轧中精轧开轧温度为1100～1250℃，终轧温度为870～950℃。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，为了热轧工序得到合适的铁素体和珠光体组织，所述热轧中卷取温度为570～650℃。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，所述酸轧工序中冷轧压下率为50～80％。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，所述退火工序具体为：从760～830℃以10～50℃/s的速度冷却至440～470℃，镀锌7～30s，再以5～10℃/s的速度终冷至室温。
其中，上述低成本热镀锌钢板的制备方法中，镀锌时炉内保护气氛露点温度为-25～-60℃。
下面将通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例1-2用本发明方法制备热镀锌钢板
具体操作步骤如下：
(1)经过普通的冶炼工艺，制备了如下表1所示化学成分的烘烤硬化钢板坯：
表1低成本热镀锌钢板化学成分(wt.％)
编号 C Si Mn P S Als Nb
1 0.06 0.14 0.72 0.018 0.006 0.032 0.031
2 0.04 0.13 0.92 0.028 0.008 0.049 0.045
(2)将上述板坯经过加热、除磷、热轧和层流冷却后获得热轧卷，其中各参数设置为下表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/℃ 热轧厚度/mm
1 1230 1060 890～930 580～620 4.5
2 1210 1050 910-945 600～640 4.0
(3)将热轧卷酸洗后，冷轧成薄带钢，其中1#、2#的冷轧压下率分别为55.6％、62.5％。
(4)对步骤(3)中得到的薄带钢进行热镀锌、退火，热镀锌退火工艺参数如表3所示：
表3热镀锌退火主要工艺参数
编号 退火温度/℃ 快冷速率/℃/s 镀锌时间/s 终冷速率/℃/s
1 788 25 10 6.5
2 815 30 15 9.0
(5)经上述工艺制备的低成本热镀锌钢板，其力学性能如下表4所示：
表4低成本热镀锌钢板力学性能
编号 退火温度/℃ 快冷速率/℃/s 镀锌时间/s 终冷速率/℃/s
1 788 25 10 6.5
2 815 30 15 9.0
由实施例1和2的结果可知：本发明制备的低成本热镀锌钢板具有良好的力学性能，其屈服强度为340～400MPa、抗拉强度为410～480MPa、延伸率≥28.0％、n90≥0.15，能够满足汽车外板用户使用要求。本发明提供了一种全新的热镀锌钢板，其性能优异，成本低廉，具有明显的经济效益。

Claims (8)

1.低成本热镀锌钢板，其特征在于，化学成分为：按重量百分比计，C：0.03～0.08％，Si：0.08～0.20％，Mn：0.60～1.1％，P：0.010～0.040％，S：≤0.015％，Als：0.020～0.060％，Nb：0.020～0.050％，余量为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的低成本热镀锌钢板，其特征在于：热镀锌钢板的屈服强度为340～400MPa、抗拉强度为410～480MPa、延伸率≥28.0％、n90≥0.15。
3.权利要求1或2所述的低成本热镀锌钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将冶炼钢水经冶炼-热轧-酸轧-热镀锌-退火工序后，得到热镀锌钢板；所述热轧包括加热、除磷、粗轧、精轧、层流冷却和卷取工序。
4.根据权利要求3所述的低成本热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述热轧中精轧开轧温度为1100～1250℃，终轧温度为870～950℃。
5.根据权利要求3所述的低成本热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述热轧中卷取温度为570～650℃。
6.根据权利要求3所述的低成本热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述酸轧工序中冷轧压下率为50～80％。
7.根据权利要求3所述的低成本热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述退火工序具体为：从760～830℃以10～50℃/s的速度冷却至440～470℃，镀锌7～30s，再以5～10℃/s的速度终冷至室温。
8.根据权利要求3所述的低成本热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述热镀锌时炉内保护气氛露点温度为-25～-60℃。
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