CN110042320A - 一种500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,包括如下质量百分比的含量:C:0.06~0.08%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.30~1.40%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.060%,Cr:0.020~0.030%,其余为Fe及不可避免的杂质。还公布了其制备方法。本发明的冷轧双相钢具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性匹配等特点,满足汽车轻量化选材的需要,力学性能和工艺性能满足GB/T 20564.2—2006的要求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金板材生产技术领域,尤其涉及一种500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢及其制备方法。
背景技术
2018年我国汽车销量突破2323.7万辆,连续10年居全球第一,预计2025年汽车产量达到3500万辆。随着汽车产量的爆发性增长,环境和能源危机日益加剧,节能减排已成为汽车制造业面临的重大问题。运用现代技术和方法减轻零部件或者整车的重量,在保障安全等性能的前提下,通过减重来实现节能减排降耗目标已成为共识,汽车轻量化技术已成为当前汽车行业的发展潮流。
冷轧双相钢由铁素体和马氏体两相组成,以相变强化为基础,具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性配合等特点,已发展成为一种汽车用高强度新型冲压用钢。500MPa级冷轧双相钢在汽车结构件和覆盖件应用方面:相比低合金高强钢、碳素结构钢以及烘烤硬化钢,在相同强度级别的前提下,钢板更薄,为汽车轻量化减重效果更明显,且成形后具有较高的屈服强度,使零件具有较好的抗凹性能;生产方面:不需添加Nb、Ti、Mo等贵金属,可降低生产成本。因此500MPa级冷轧双相钢是汽车覆盖件和普通结构件实现轻量化的较佳选材。
目前,500MPa级冷轧双相钢研究较少。河北钢铁股份有限公司邯郸分公司生产的470MPa级冷轧双相钢(470MPa级冷轧带钢及其生产方法,申请号201410530367.4)成分设计中含Nb元素和Ti元素,Nb和Ti合金昂贵,且Nb含量较高(0.050%),增加吨钢成本,本发明成分设计不加昂贵金属Nb和Ti,可降低生产成本;河北钢铁股份有限公司邯郸分公司生产的500MPa冷轧双相钢(500MPa级冷轧双相钢及其生产方法,申请号201410536158.0)化学成分设计含Si(0.35%)和Mn(1.45%)较高,增加吨钢成本,且Si含量高易造成钢带表面氧化铁皮难以去除,增加酸洗难度,钢带表面质量较难控制,Mn含量高影响钢带焊接性能。本发明化学成分采用低Si设计,且Mn含量较低,不仅可以降低生产成本,而且钢带表面质量较易控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢及其制备方法,本发明的冷轧双相钢具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性匹配等特点,满足汽车轻量化选材的需要,力学性能和工艺性能满足GB/T20564.2—2006的要求。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,包括如下质量百分比的含量:C:0.06~0.08%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.30~1.40%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.060%,Cr:0.020~0.030%,其余为Fe及不可避免的杂质。
进一步的,包括如下质量百分比的含量:C:0.080%,Si:0.05%,Mn:1.40%,P:0.009%,S:0.002%,Alt:0.040%,Cr:0.024%,其余为Fe及不可避免的杂质。
进一步的,包括如下质量百分比的含量:C:0.071%,Si:0.10%,Mn:1.36%,P:0.007%,S:0.005%,Alt:0.035%,Cr:0.025%,其余为Fe及不可避免的杂质。
进一步的,包括如下质量百分比的含量:C:0.0681%,Si:0.07%,Mn:1.316%,P:0.005%,S:0.002%,Alt:0.050%,Cr:0.022%,其余为Fe及不可避免的杂质。
一种500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢的制备方法,包括:
S1、冶炼—连铸生产工艺流程:铁水预处理—转炉—LF精炼—铸机,供铸机钢水成分为C:0.06~0.08%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.30~1.40%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.060%,Cr:0.020~0.030%;
S2、热轧生产工艺流程:铸坯加热—粗轧—精轧—卷取;所述铸坯出炉温度1210±20℃,所述粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧,精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧,中间坯厚度40~45mm;所述精轧的开轧温度1010±30℃,所述精轧的终轧温度为860±20℃,热轧钢带厚度4.0mm;冷却采用层流冷却设备,前部冷却模式,冷却速度为20±5℃/s,卷取温度为650±20℃;
S3、酸洗冷轧工艺流程:将热轧带钢经i-BOX技术盐酸槽酸洗,去除表面氧化铁皮后,经过5机架冷轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度;
S4、连续退火工艺流程:将冷硬卷钢带开卷后加热至810±20℃,保温80~120S,以3~5℃/s的速度冷至680±20℃,然后以大于45℃/s的冷却速度冷却至280±20℃,过时效处理400~500S后终冷至150℃,空冷至室温。
进一步的,所述S3中目标厚度为1.4mm。
进一步的,所述S4中过时效处理时间为440S。
进一步的,所述S2中精轧开轧温度1030℃,精轧终轧温度为879℃。
进一步的,所述S2中精轧开轧温度1030℃,精轧终轧温度为875℃。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果:
本发明的冷轧双相钢的显微组织为铁素体+马氏体,马氏体体积分数为12%~15%,晶粒度约11.5级,具有低屈强比、高的初始加工硬化速率、良好的强度和延性匹配等特点,满足汽车轻量化选材的需要,力学性能和工艺性能满足GB/T 20564.2—2006的要求。同时,本发明合金成本低,制备方法简单,适合工业化生产。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1的显微组织图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作更详细的描述。实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述,并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水,转炉冶炼全程吹氩,废钢加入转炉,转炉出钢温度1630℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼,精炼就位温度≥1560℃,LF炉外精炼进行测温和成分微调,LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为20℃,之后进行板坯清理、缓冷,及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1225℃,加热时间为220min,将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽,采用2机架粗轧,7机架CVC精轧。精轧开轧温度1020℃,精轧终轧温度为860℃,成品厚度4.0mm。层流冷却采用前部冷却,冷却速度20℃/s,钢带温度降低到650℃进行卷取。将热轧带钢经盐酸槽酸洗,该酸槽采用MH最新开发的i-BOX技术,操作和维护大大简化,节省能源和劳动力,热轧带钢去除表面氧化铁皮后,经过5机架UCM轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度1.4mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行,钢带在炉区运行速度为120m/min,均热温度805℃,均热时间120S,快冷开始温度675℃,快冷冷速45℃/S,过时效温度280℃,过时效时间440S,终冷温度150℃,平整延伸率0.8%。最后进行产品性能检测。
图1为制备的产品的显微组织图,其为铁素体+马氏体,马氏体体积分数为12%~15%,晶粒度约11.5级。
实施例2
将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水,转炉冶炼全程吹氩,废钢加入转炉,转炉出钢温度1610℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼,精炼就位温度≥1560℃,LF炉外精炼进行测温和成分微调,LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为22℃,之后进行板坯清理、缓冷,及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1228℃,加热的时间为231min,将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽,采用2机架粗轧,7机架CVC精轧。精轧开轧温度1030℃,精轧终轧温度为875℃,成品厚度4.0mm。层流冷却采用前部冷却,冷却速度25℃/s,钢带温度降低到650℃进行卷取。将热轧带钢经盐酸槽酸洗,该酸槽采用MH最新开发的i-BOX技术,操作和维护大大简化,节省能源和劳动力,热轧带钢去除表面氧化铁皮后,经过5机架UCM轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度1.4mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行,钢带在炉区运行速度为150m/min,均热温度815℃,均热时间100S,快冷开始温度682℃,快冷冷速48℃/S,过时效温度291℃,过时效时间400S,终冷温度150℃,平整延伸率0.8%。最后进行产品性能检测。
实施例3
将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水,转炉冶炼全程吹氩,废钢加入转炉,转炉出钢温度1640℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼,精炼就位温度≥1560℃,LF炉外精炼进行测温和成分微调,LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为29℃,之后进行板坯清理、缓冷,及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1220℃,加热的时间为230min,将加热后的板坯进行高压水除磷。通过定宽压力机定宽,采用2机架粗轧,7机架CVC精轧。精轧开轧温度1030℃,精轧终轧温度为879℃,成品厚度4.0mm。层流冷却采用前部冷却,冷却速度23℃/s,钢带温度降低到650℃进行卷取。将热轧带钢经盐酸槽酸洗,该酸槽采用MH最新开发的i-BOX技术,操作和维护大大简化,节省能源和劳动力,热轧带钢去除表面氧化铁皮后,经过5机架UCM轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度1.4mm。冷硬卷连续退火在具有HGJC功能的连续立式退火炉中进行,钢带在炉区运行速度140m/min,保温温度820℃,保温时间108S,快冷开始温度680℃,快冷冷速55℃/S,过时效温度278℃,过时效时间460S,终冷温度150℃,平整延伸率0.8%。最后进行产品性能检测。
表1本发明实施例1~3的化学成分(wt%)
实施例 | C | Si | Mn | P | S | Alt | Cr |
1 | 0.080 | 0.05 | 1.40 | 0.009 | 0.002 | 0.040 | 0.024 |
2 | 0.071 | 0.10 | 1.36 | 0.007 | 0.005 | 0.035 | 0.025 |
3 | 0.068 | 0.07 | 1.31 | 0.005 | 0.002 | 0.050 | 0.022 |
对本发明实施例1~3的钢卷进行力学性能检验,检验结果见表2。
表2本发明实施例1~3的钢卷的力学性能
由表2数据可知,本发明一种500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢力学性能和工艺性能符合GB/T 20564.2—2006的要求。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,其特征在于,包括如下质量百分比的含量:C:0.06~0.08%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.30~1.40%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.060%,Cr:0.020~0.030%,其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,其特征在于,包括如下质量百分比的含量:C:0.080%,Si:0.05%,Mn:1.40%,P:0.009%,S:0.002%,Alt:0.040%,Cr:0.024%,其余为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,其特征在于,包括如下质量百分比的含量:C:0.071%,Si:0.10%,Mn:1.36%,P:0.007%,S:0.005%,Alt:0.035%,Cr:0.025%,其余为Fe及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢,其特征在于,包括如下质量百分比的含量:C:0.0681%,Si:0.07%,Mn:1.316%,P:0.005%,S:0.002%,Alt:0.050%,Cr:0.022%,其余为Fe及不可避免的杂质。
5.一种500MPa级汽车轻量化冷轧双相钢的制备方法,其特征在于,包括:
S1、冶炼—连铸生产工艺流程:铁水预处理—转炉—LF精炼—铸机,供铸机钢水成分为C:0.06~0.08%,Si:0.05~0.10%,Mn:1.30~1.40%,P:≤0.010%,S:≤0.005%,Alt:0.020~0.060%,Cr:0.020~0.030%;
S2、热轧生产工艺流程:铸坯加热—粗轧—精轧—卷取;所述铸坯出炉温度1210±20℃,所述粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧,精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧,中间坯厚度40~45mm;所述精轧的开轧温度1010±30℃,所述精轧的终轧温度为860±20℃,热轧钢带厚度4.0mm;冷却采用层流冷却设备,前部冷却模式,冷却速度为20±5℃/s,卷取温度为650±20℃;
S3、酸洗冷轧工艺流程:将热轧带钢经i-BOX技术盐酸槽酸洗,去除表面氧化铁皮后,经过5机架冷轧机冷轧,冷轧压下率为65%,轧至目标厚度;
S4、连续退火工艺流程:将冷硬卷钢带开卷后加热至810±20℃,保温80~120S,以3~5℃/s的速度冷至680±20℃,然后以大于45℃/s的冷却速度冷却至280±20℃,过时效处理400~500S后终冷至150℃,空冷至室温。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S3中目标厚度为1.4mm。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S4中过时效处理时间为440S。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S2中精轧开轧温度1030℃,精轧终轧温度为879℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S2中精轧开轧温度1030℃,精轧终轧温度为875℃。
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2019
- 2019-05-27 CN CN201910443951.9A patent/CN110042320A/zh active Pending
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