CN110565023A - 一种生产不同屈服强度级别热镀锌cp800钢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，包括板坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、热镀锌工序和光整工序，制备570～650MPa及660～720MPa两种屈服强度级别的热镀锌CP800钢，其中屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢产品具有高强度和良好的塑性，特别适用于要求良好耐蚀性、可成形性及抗冲撞性能的汽车安全零件制造；屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢产品具有高屈强比、良好的延伸性以及优异的扩孔性能(，特别适用于要求良好耐蚀性并且有翻边、扩孔要求的复杂汽车零部件的制造。

Description

一种生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法
技术领域
本发明属于汽车用热镀锌高强钢技术领域，具体涉及一种生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法。
背景技术
现代汽车的制造理念对于800MPa级高强钢，提出耐蚀性、优良的延展性、易加工成形性以及高强度和几何精度等多性能、多零件、多规格的不同需求。高强度热镀锌CP钢具有良好的延展性、抗碰撞吸收能力以及残余形变量，其合理化应用对实现汽车轻量化及提高安全性具有重要的意义。
然而汽车用CP800+Z钢产品存在的多零件、性能要求多元化、多规格以及小批量订货的特殊需求等特点，给钢铁企业在实际生产组织中带来诸多不便，主要表现在混浇坯降级改判率高、不同钢种及规格频繁过渡，导致CP800+Z钢产品的质量稳定性差。因此，探索低成本经济型、性能可分级别控制、质量稳定的CP800+Z钢的生产方法，不仅能够满足汽车产业多零件、性能要求多元化、多规格以及小批量订货的特殊需求等特点，而且也是钢铁企业提高竞争力的有效措施，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
从当前公开的相关专利来看，以上技术难题并未得到很好地解决。现有公开的技术，只是针对一种特定用途和屈服强度级别的热镀锌CP钢，进行生产方法、加工方法或制造方法的阐明。例如公开号CN 108486500A提供了一种冷轧热镀锌复相钢及其制备方法，所产生的有益效果是提高780MPa级别镀锌CP钢的折弯性能和扩孔性能，屈服强度≥550MPa(实际性能571～647MPa)；公开号CN 105247089A提供了一种高强度热浸镀锌复相钢带材的制造方法，所产生的有益效果是改进高强度热浸镀锌复相钢带材的可成形性，所得到的有利的一组性能为屈服强度＞600MPa(实际性能605～624MPa)。而通过本发明的生产方法制备的CP800+Z钢产品包括570～650MPa及660～720MPa共计两种屈服强度级别。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在充分考虑目前钢铁企业针对CP800+Z钢小批量生产组织特点的基础上，通过合理的成分设计并有效地控制各工序段的关键工艺参数，实现采用一种成分体系可生产表面质量良好的570～650MPa及660～720MPa共计两种屈服强度级别的CP800+Z产品，不仅可以满足汽车主机配套厂家对0.80～2.00mm规格范围CP800+Z钢产品多零件、多性能、多规格以及小批量订货的特殊需求，而且可以提高钢企生产CP800+Z钢的成材率及质量稳定性。
本发明的目的在于提供一种生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢(CP800+Z)的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：不同屈服强度级别热镀锌CP800钢，化学成分按重量百分比包括C：0.095～0.115％，Si：≤0.10％，Mn：1.95～2.15％，Alt：0.40～0.60％，Cr：0.25～0.35％，Mo：0.16～0.25％，Nb：0.025～0.040％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
本发明所述的CP800+Z钢产品厚度规格范围为0.80～2.00mm，包括570～650MPa及660～720MPa共计两种屈服强度级别。
本发明所述的不同屈服强度级别热镀锌CP800钢，其中屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢产品具有高强度(＞810MPa)和良好的塑性(延伸率＞16.0％)，特别适用于要求良好耐蚀性、可成形性及抗冲撞性能的汽车安全零件制造；屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢产品具有高屈强比(＞0.81)、良好的延伸性(延伸率＞16.0％)以及优异的扩孔性能(扩孔率≥85％)，特别适用于要求良好耐蚀性并且有翻边、扩孔要求的复杂汽车零部件的制造。
本发明所述的一种生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，包括板坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连续退火和平整工序；其中热轧基料厚度≤2.75mm的粗轧出口坯厚为30mm；2.75mm＜热轧基料厚度＜4.00mm的粗轧出口坯厚为34mm；热轧基料厚度≥4.0mm的粗轧出口坯厚为36mm。
本发明所述的屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢产品，按照以下生产方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1230～1250℃，均热段时间约40min，总在炉时间约为300～320min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级***粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1070～1100℃，精轧终轧温度870～900℃；
(3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至640～670℃，进行卷取，并将卷取后的钢卷迅速置入保温坑中进行72h缓冷；
(4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用46～55％的压下量进行冷轧；
(5)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，均热温度840～850℃，缓冷段结束温度670～680℃，快冷段结束温度465±5℃，冷却速率≥40℃/s；锌液温度465±5℃，出锌锅后采用移动风箱将镀锌钢带冷却到≤155℃；
(6)光整工序：将热镀锌后的钢卷进行光整，光整延伸率控制在0.3～0.4％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
本发明所述的所述的屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢产品，按照以下生产方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1210～1230℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为280～300min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级***粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1030～1060℃，精轧终轧温度850～870℃；
(3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至560～590℃，进行卷取，并将卷取后的钢卷迅速置入保温坑中进行72h缓冷；
(4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用55～67％的压下量进行冷轧；
(5)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，均热温度820～830℃，缓冷段结束温度700～710℃，快冷段结束温度375±5℃，冷却速率≥40℃/s；然后采用感应加热快速升温至465±5℃，锌液温度465±5℃，出锌锅后采用移动风箱将镀锌钢带冷却到≤155℃；
(6)光整工序：将热镀锌后的钢卷进行光整，光整延伸率控制在0.5～0.6％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
本发明所述的一种生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，酸轧工序须保证酸洗后带钢表面反射率达到≥60％；热镀锌工序清洗段后保证反射率达到≥90％，退火炉内氢含量4～7％(不含高氢)，快冷段氢气含量为15％；预氧化段730～750℃，氧含量1.5～1.8％，在预氧化段时间大于4s；露点(预热、加热、均热段)≤-35℃，露点(缓冷、快冷段)≤-45℃；锌液中Al含量0.20～0.24％，Fe≤0.015％(优选范围在0.009～0.010％之间)。
本发明所述的一种生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，获得的显微组织主要由贝氏体、铁素体、以及少量的马氏体/残余奥氏体组成，其中屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢显微组织中贝氏体体积分数30～40％，铁素体体积分数45～60％，马氏体/残余奥氏体体积分数≥9％；屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢显微组织中贝氏体体积分数50～70％，铁素体体积分数15～25％，马氏体/残余奥氏体体积分数≥15％。
本发明具有以下有益效果：本发明的实施是在充分考虑目前钢铁企业针对CP800+Z钢小批量生产组织特点的基础上，通过合理的成分设计并有效地控制各工序段的关键工艺参数，实现采用一种成分体系可生产表面质量良好的570～650MPa及660～720MPa共计两种屈服强度级别的CP800+Z产品，不仅可以满足汽车主机配套厂家对0.80～2.00mm规格范围CP800+Z钢产品多零件、多性能、多规格以及小批量订货的特殊需求，而且可以提高钢企生产CP800+Z钢的成材率及质量稳定性。其中屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢产品具有高强度(＞810MPa)和良好的塑性(延伸率＞16.0％)，特别适用于要求良好耐蚀性、可成形性及抗冲撞性能的汽车安全零件制造；屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢产品具有高屈强比(＞0.81)、良好的延伸性(延伸率＞16.0％)以及优异的扩孔性能(扩孔率≥85％)，特别适用于要求良好耐蚀性并且有翻边、扩孔要求的复杂汽车零部件的制造。
附图说明
图1为本发明实施例1中工艺1-I制备的屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢产品的典型微观组织图；
图2为本发明实施例1中工艺1-II制备的屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢产品的典型微观组织图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
本发明实施例1～3中钢坯的化学成分按重量百分比包括C：0.095～0.115％，Si：≤0.10％，Mn：1.95～2.15％，Alt：0.40～0.60％，Cr：0.25～0.35％，Mo：0.16～0.25％，Nb：0.025～0.040％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。具体实施例1～3中钢坯的出钢钢水化学成分如表1所示，钢坯厚度为230mm。
表1实施例1-3的实际冶炼成分(质量百分比，％)
本发明实施例1～3中具有不同屈服强度级别的热镀锌CP800钢，生产步骤包括板坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连续退火和平整工序，具体的工艺过程，如下所述。
本发明实施例1～3中生产不同屈服强度级别的CP800+Z钢，热轧基料厚度≤2.75mm的粗轧出口坯厚为30mm；2.75mm＜热轧基料厚度＜4.00mm的粗轧出口坯厚为34mm；热轧基料厚度≥4.0mm的粗轧出口坯厚为36mm。
本发明实施例1～3中生产屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢产品，按照以下生产方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1230～1250℃，均热段时间约40min，总在炉时间约为300～320min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级***粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1070～1100℃，精轧终轧温度870～900℃；
(3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至640～670℃，进行卷取，并将卷取后的钢卷迅速置入保温坑中进行72h缓冷；
(4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用46～55％的压下量进行冷轧；
(5)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，均热温度840～850℃，缓冷段结束温度670～680℃，快冷段结束温度465±5℃，冷却速率≥40℃/s；锌液温度465±5℃，出锌锅后采用移动风箱将镀锌钢带冷却到≤155℃；
(6)光整工序：将热镀锌后的钢卷进行光整，光整延伸率控制在0.3～0.4％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
本发明实施例1～3中生产屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢产品，按照以下生产方法进行控制各工序段的工艺参数：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1210～1230℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为280～300min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级***粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1030～1060℃，精轧终轧温度850～870℃；
(3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至560～590℃，进行卷取，并将卷取后的钢卷迅速置入保温坑中进行72h缓冷；
(4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用55～67％的压下量进行冷轧；
(5)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，均热温度820～830℃，缓冷段结束温度700～710℃，快冷段结束温度375±5℃，冷却速率≥40℃/s；然后采用感应加热快速升温至465±5℃，锌液温度465±5℃，出锌锅后采用移动风箱将镀锌钢带冷却到≤155℃；
(6)光整工序：将热镀锌后的钢卷进行光整，光整延伸率控制在0.5～0.6％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
本发明实施例1～3中生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，酸轧工序须保证酸洗后带钢表面反射率达到≥60％；热镀锌工序清洗段后保证反射率达到≥90％，退火炉内氢含量4～7％(不含高氢)，快冷段氢气含量为15％；预氧化段730～750℃，氧含量1.5～1.8％，在预氧化段时间大于4s；露点(预热、加热、均热段)≤-35℃，露点(缓冷、快冷段)≤-45℃；锌液中Al含量0.20～0.24％，Fe≤0.015％(优选范围在0.009～0.010％之间)。
本发明实施例1～3在实际生产中的具体工艺参数如表2所示，其中1-I、2-I、3-I为屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢产品的生产方法；1-II、2-II、3-II为屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢产品的生产方法。
表2实施例1-3的主要工艺控制参数
对制备得到的具有不同屈服强度级别CP800+Z钢取样进行显微组织分析及力学性能测试，测试与分析结果具体见表3。附图1和2分别为本发明实施例1中工艺1-I(屈服强度级别570～650MPa)和工艺1-II(屈服强度级别660～720MPa)制备的CP800+Z钢产品的典型微观组织图。
由微观组织分析及各相体积分数的测试分析计算结果可知，本发明实施例1～3中制备得到的具有不同屈服强度级别CP800+Z钢产品的显微组织主要由贝氏体、铁素体、以及少量的马氏体/残余奥氏体组成，其中屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢显微组织中贝氏体体积分数30～40％，铁素体体积分数45～60％，马氏体/残余奥氏体体积分数≥9％；屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢显微组织中贝氏体体积分数50～70％，铁素体体积分数15～25％，马氏体/残余奥氏体体积分数≥15％。
表3实施例1-3的力学性能与显微组织体积分数
由力学性能测试结果分析可知，本发明实施例1～3中制备得到的具有不同屈服强度级别CP800+Z钢产品，其中屈服强度级别570～650MPa的CP800+Z钢产品具有高强度(＞810MPa)和良好的塑性(延伸率A50＞16.0％，实测16.4～19.7％)，特别适用于要求良好耐蚀性、可成形性及抗冲撞性能的汽车安全零件制造；屈服强度级别660～720MPa的CP800+Z钢产品具有高屈强比(＞0.81，实测0.812～0.853)、良好的延伸性(延伸率A50＞16.0％)以及优异的扩孔性能(实测扩孔率85～92％)，特别适用于要求良好耐蚀性并且有翻边、扩孔要求的复杂汽车零部件的制造。

Claims (6)

1.一种生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，其特征在于，包括板坯加热工序、热轧工序、酸轧工序、连续退火和平整工序；热镀锌CP800钢化学成分按重量百分比包括C：0.095～0.115％，Si：≤0.10％，Mn：1.95～2.15％，Alt：0.40～0.60％，Cr：0.25～0.35％，Mo：0.16～0.25％，Nb：0.025～0.040％，并限制P≤0.010％，S≤0.005％，N≤0.005％，O≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质；热镀锌CP800钢产品厚度规格范围为0.80～2.00mm，包括570～650MPa及660～720MPa两种屈服强度级别。
2.如权利要求1所述的生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，其特征在于，所述热轧工序热轧基料厚度≤2.75mm的粗轧出口坯厚为30mm；2.75mm＜热轧基料厚度＜4.00mm的粗轧出口坯厚为34mm；热轧基料厚度≥4.0mm的粗轧出口坯厚为36mm。
3.如权利要求1或2所述的生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，其特征在于，所述屈服强度级别570～650MPa的热镀锌CP800钢各工序具体工艺参数如下：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1230～1250℃，均热段时间约40min，总在炉时间约为300～320min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级***粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1070～1100℃，精轧终轧温度870～900℃；
(3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至640～670℃，进行卷取，并将卷取后的钢卷迅速置入保温坑中进行72h缓冷；
(4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用46～55％的压下量进行冷轧；
(5)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，均热温度840～850℃，缓冷段结束温度670～680℃，快冷段结束温度465±5℃，冷却速率≥40℃/s；锌液温度465±5℃，出锌锅后采用移动风箱将镀锌钢带冷却到≤155℃；
(6)光整工序：将热镀锌后的钢卷进行光整，光整延伸率控制在0.3～0.4％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
4.如权利要求1或2所述的生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，其特征在于，所述屈服强度级别660～720MPa的热镀锌CP800钢各工序具体工艺参数如下：
(1)板坯加热工序：将钢坯加热，设置均热段温度为1210～1230℃，均热段时间约30min，总在炉时间约为280～300min；
(2)热轧工序：粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级***粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1030～1060℃，精轧终轧温度850～870℃；
(3)冷却及卷取工序：精轧结束后采取轧后前段层流冷却工艺，以约20℃/s的冷速冷却至560～590℃，进行卷取，并将卷取后的钢卷迅速置入保温坑中进行72h缓冷；
(4)酸轧工序：酸洗上述热轧钢卷以去除氧化物，然后采用55～67％的压下量进行冷轧；
(5)热镀锌工序：将酸轧后的钢带进行连续退火及镀锌，均热温度820～830℃，缓冷段结束温度700～710℃，快冷段结束温度375±5℃，冷却速率≥40℃/s；然后采用感应加热快速升温至465±5℃，锌液温度465±5℃，出锌锅后采用移动风箱将镀锌钢带冷却到≤155℃；
(6)光整工序：将热镀锌后的钢卷进行光整，光整延伸率控制在0.5～0.6％，然后卷取即得到本发明的成品钢卷。
5.如权利要求1或2所述的生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，其特征在于，所述酸轧工序须保证酸洗后带钢表面反射率达到≥60％；热镀锌工序清洗段后保证反射率达到≥90％，退火炉内氢含量4～7％(不含高氢)，快冷段氢气含量为15％；预氧化段730～750℃，氧含量1.5～1.8％，在预氧化段时间大于4s；露点(预热、加热、均热段)≤-35℃，露点(缓冷、快冷段)≤-45℃；锌液中Al含量0.20～0.24％，Fe≤0.015％(优选范围在0.009～0.010％之间)。
6.如权利要求1或2所述的生产不同屈服强度级别热镀锌CP800钢的方法，其特征在于，所述热镀锌CP800钢显微组织主要由贝氏体、铁素体、以及少量的马氏体/残余奥氏体组成，其中屈服强度级别570～650MPa的热镀锌CP800钢显微组织中贝氏体体积分数30～40％，铁素体体积分数45～60％，马氏体/残余奥氏体体积分数≥9％；屈服强度级别660～720MPa的热镀锌CP800钢显微组织中贝氏体体积分数50～70％，铁素体体积分数15～25％，马氏体/残余奥氏体体积分数≥15％。
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