专利名称：一种780MPa级冷轧热镀锌双相钢及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高强度冷轧热镀锌钢技术领域，特别涉及一种780MPa级冷轧热镀锌双相钢及其制备方法。
背景技术：
降低油耗与提高车身安全性是汽车工业发展的趋势。减轻汽车自重是降低油耗的有效途径，这就要求使用厚度更薄的钢板。然而钢减薄必然导致汽车车身安全性能的降低， 为缓解这类矛盾，使用高强度及超高强度钢板是车身设计的必由之路。另一方面，汽车的耐蚀性也成为人们对高档汽车一个日益增长的要求。双相钢(Dual Phase Meel，简称DP)显微组织由多边形铁素体和马氏体( 20%)两相所构成，铁素体提供了钢的延性，马氏体则提供了强度。这种钢具有屈强点低、 初始加工硬化速率高以及强度和延性匹配好等特点，已成为汽车用高强钢的首选材料之一。目前汽车用双相钢包括热轧双相钢、冷轧双相钢和冷轧热镀锌双相钢。冷轧热镀锌双相钢的主要生产工艺过程包括炼钢、热轧、冷轧和CGL(连续热镀锌)。热镀锌退火工艺与连续退火工艺不同，在两相区奥氏体化后立即快冷，其目的是避开珠光体转变区，冷至镀锌温度完成热镀锌，出锅后以终冷完成奥氏体向马氏体转变。在热镀锌产线上，由于镀锌锅，其冷却被中断，因此热镀锌双相钢需要添加较高的合金含量。高的C、Mn含量是稳定奥氏体并提高双相钢强度的重要因素。过量的C会影响焊接性和恶化延伸率，因而C含量应控制在0. 15wt %以内。Si元素可以增加C元素向奥氏体中扩散的驱动力，因而提高奥氏体的稳定性以及改善铁素体的纯净度，获得良好的强度和延伸率。但是，对于冷轧热镀锌双相钢，由于涂镀性能对钢板表面质量的要求高，因而不能添加Si会影响最终力学性能。浦项，宝钢等企业专门建设了采用明火加热技术的热镀锌退火生产线，解决含有 Si，Mn等合金元素的钢种涂镀难题。但是对于目前普遍使用的喷气热镀锌退火生产线，还无法解决这种问题。基于以上现状，必须寻找一种新的780MI^级冷轧热镀锌双相钢的合金成分，在新的合金成分体系下，确定与之相匹配的合理工艺，使得具有高的强度和优异的伸长率。
发明内容
本发明目的是基于常规喷气冷却热镀锌生产方法，提供一种780MI^级汽车用冷轧热镀锌双相钢及其制备方法，使得冷轧热镀锌双相钢在满足设计强度级别的基础上，具有更好的焊接性和塑性。本发明提供了一种780MPa级冷轧热镀锌双相钢，同时，本发明还提供了基于该冷轧热镀锌双相钢的制备方法。本发明提供一种780MPa级冷轧热镀锌双相钢，其化学成分重量百分比分别为C 0. 10 % 0. 15 %，Si 彡 0. 05 %，Mn 1. 8 % 2. 0 %，Nb :0. 03 % 0. 04 %，Cr :0. 2 % 0. 35 %，Mo :0· 2 % 0. 25 %，P 彡 0. 01 %，S 彡 0. 01 %，Alt :0· 02 % 0. 07 %，N ^ 0. 005%，余量为!^e及杂质。本发明还提供一种生产上述冷轧热镀锌双相钢的方法，包括将钢水经过冶炼的连铸过程后获得连铸坯；将所述连铸坯经过热轧过程后高温取卷获得热轧板，再将所述热轧板进行冷轧处理得到冷硬态带钢；将所述冷硬态带钢进行连续热镀锌退火工艺，获得最终成品。进一步地，所述冶炼过程中，第一炉的终点目标温度为1670 1690°C ；所述冶炼过程中，连浇的终点目标温度为1660 1680°C ；所述冶炼过程中，采用Al-Fe脱氧，所述Al-Fe的加入量为4kg/t ；所述冶炼过程在出钢过程中，加入渣料。进一步地，所述渣料的出钢下渣量彡80mm,出钢时间彡4分钟。所述渣料在出钢前期开始随钢流加入，每炉出钢量达到1/5前加入800kg小粒白灰和200kg萤石。进一步地，所述冶炼在出钢过程中，采用微碳Mn-Fe调Mn。进一步地，所述热轧过程中，连铸坯加热温度为1220 1280°C ；所述热轧过程中，终轧温度为860 900°C ；所述热轧过程中，卷取温度为640 700°C。进一步地，所述冷轧过程中冷轧的压下率为50% 70%。进一步地，所述连续热镀锌包括冷硬态带钢首先加热至220°C实现预热，其加热速度8°C /s 12°C /s ；经过预热的带钢进一步加热到790°C 830°C，其加热速度为1. 5°C /s 4°C /s ；经过进一步加热后的带钢在790°C 830°C保温60s IOOs ；将保温后所得的带钢冷却至720V 760°C，冷却速度约为8°C /s 12°C /s ；将经过冷却至720°C 760°C的带钢经吹气快冷却至镀锌温度450°C 460°C，镀锌结束后经过气刀吹刮冷却至420 430°C ；经过气刀到顶辊之间的前端空冷配合后端风冷最后冷却至250 300°C，冷却速度约为6°C /s 9°C /s。本发明提供的化学成分和制备方法所生产的双相钢化学成分稳定，具有高的强度和优异的伸长率，将此类双相钢运用到汽车制造业中，可实现减轻汽车自重，降低油耗，增加汽车的耐蚀性。
图1为本发明实施例提供的780MPa级冷轧热镀锌双相钢的显微组织照片(采用苦味酸偏重亚硫酸钠溶液浸蚀)，其中，灰黑色为铁素体基体；亮白色为马氏体岛。
具体实施例方式参见图1，本发明实施例提供的一种780MPa级冷轧热镀锌双相钢的化学成分重量百分比分别为C0. 10% 0. 15%, Si 彡 0. 05%, Mnl. 8% 2. 0%，NbO. 03% 0. 04%, CrO. 2 % 0. 35 %，MoO. 2% 0. 25%，P 彡 0. 01%，S^O. 01%, AltO. 02 % 0. 07 %，N^O. 005%，余量为!^e及杂质。基于上述冷轧镀锌双相钢的生产方法，包括冶炼，热轧，冷轧，以及连续热镀锌退火。其中，冶炼终点目标化学成分的重量百分比分别为C0. 10 0. 15%，S彡0.01%， P彡0. 01% ；冶炼过程中第一炉的终点目标温度为1670 1690°C ；冶炼过程中连浇的终点目标温度为1660 1680°C;冶炼过程中采用Al-Fe脱氧，Al-Fe的加入量为4kg/t ；冶炼过程在出钢过程中，加入渣料，出钢前期就开始随钢流加入渣料，每炉出钢量达到1/5前加入 800kg小粒白灰和200kg萤石；之后，采用微碳Mn-i^e调Mn ；冶炼过程在出钢过程中，出钢下渣量彡80mm,出钢时间> 4分钟。其中，热轧过程中，连铸坯加热温度为1220 1280°C ；终轧温度为860 900°C ； 卷取温度为640 700°C。该过程中，卷取温度的高低对冷轧镀锌钢热轧中间组织和力学性能具有较大影响。考虑到强度级别，采用高温终轧与高温卷取，使得热轧板的组织为尺寸粗大的多边形铁素体晶粒与发育充分的珠光体，该显微组织具有相对低的屈服强度。这使得在冷轧变形时轧制力减小，有利于进行冷轧工序。其中，冷轧过程中，冷轧的压下率为50% 70%，以利于冷轧工艺的进行。其中，连续退火包括A.冷硬态带钢首先加热至220°C实现预热，其加热速度8°C /s 12°C /s。该过程中，冷变形的铁素体发生回复。B.经过预热的带钢进一步加热到790°C 830°C，其加热速度为1. 5°C /s 4°C / s该过程实现冷轧铁素体组织的再结晶，并且珠光体先转变为奥氏体并向铁素体长大。C.经过进一步加热后的带钢在790°C 830°C保温60s 100s。该过程实现部分奥氏体化，铁素体中的C、Mn元素向奥氏体中转移并在奥氏体中均化。D.将保温后所得的带钢冷却至720°C 760°C，冷却速度约为8°C /s 12°C /s。 该过程使得奥氏体部分转移为铁素体，C,Mn等元素进一步向奥氏体中聚集。E.将经过冷却至720V 760°C的带钢经吹气快冷却至镀锌温度450°C 460°C， 镀锌结束后经历气刀吹刮冷却至420 430°C。该过程中，尽量减少带钢在均衡段，炉鼻子和锌锅中的逗留时间，避免在高温下部分奥氏体分解。F.经过气刀到顶辊之间的前端空冷配合后端风冷最后冷却至250 300°C，冷却速度约为6°C /s 9°C /s。该过程中，奥氏体相转变为马氏体相。本发明提供的780MPa级冷轧热镀锌双相钢，不添加Si元素，改用Cr和Mo提高奥氏体的淬透性。为了使本发明的目的、技术方案和优点描述的更清晰，以下结合具体的实例加以说明。实施例1，利用本发明提供的生产方法进行冶炼，冶炼终点目标化学成分的重量百分比分别为c :0. 12%, S :0. 005%, P :0. 008% ；冶炼过程中第一炉的终点目标温度为 1670 1690°C;冶炼过程中连浇的终点目标温度为1660 1680°C ；冶炼过程中采用Al-Fe 脱氧，Al-Fe的加入量为4kg/t ；冶炼过程在出钢过程中，加入渣料，出钢前期就开始随钢流加入渣料，每炉出钢量达到1/5前加入800kg小粒白灰和200kg萤石；之后，采用Si-Mn调 Si，采用微碳Mn-i^e调Mn，使得Mn的质量百分比为1.9% ；冶炼过程在出钢过程中，出钢下渣量彡80mm，出钢时间>4分钟。冶炼完成时，得到化学成分重量百分比分别为C :0. 12%, Si :0. 03%, Mn -.1.9%, P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 02%, N :0. 005%, Cr :0. 25，Mo 0. 22%, Nb :0. 03%，余量为Fe和杂质。热轧过程中，连铸坯加热温度为1250°C ；热轧终轧温度为890°C ；热轧卷取温度为 6900C。热轧结束时，获得的热轧板厚度为5. 0mm。冷轧过程中，冷轧的压下率为50% 70%。冷轧结束时，获得厚度为1. 8mm的冷硬态带钢。之后，对上述冷硬态带钢进行连续热镀锌退火，具体为A.冷硬态带钢首先加热至220°C实现预热，其加热速度8°C /s 12°C /s。该过程中，冷变形的铁素体发生回复。B.经过预热的带钢进一步加热到790°C 830°C，其加热速度为1. 5°C /s 4°C / s该过程实现冷轧铁素体组织的再结晶，并且珠光体先转变为奥氏体并向铁素体长大。C.经过进一步加热后的带钢在790°C 830°C保温60s 100s。该过程实现部分奥氏体化，铁素体中的C、Mn元素向奥氏体中转移并在奥氏体中均化。D.将保温后所得的带钢冷却至720°C 760°C，冷却速度约为8°C /s 12°C /s。 该过程使得奥氏体部分转移为铁素体，C,Mn等元素进一步向奥氏体中聚集。E.将经过冷却至720V 760°C的带钢经吹气快冷却至镀锌温度450°C 460°C， 镀锌结束后经历气刀吹刮冷却至420 430°C。该过程中，尽量减少带钢在均衡段，炉鼻子和锌锅中的逗留时间，避免在高温下部分奥氏体发生分解。F.经过气刀到顶辊之间的前端空冷配合后端风冷最后冷却至250 300°C，冷却速度约为6°C /s 9°C /s。该过程中，奥氏体相转变为马氏体相。经过以上步骤，获得的780MPa级冷轧热镀锌双相钢的化学成分质量百分比分别为:C :0. 12%, Si :0. 03%,Mn :1. 9%, P :0. 008%, S :0. 005%, Alt :0. 02%,N 0. 005%, Cr 0. 25，Mo :0. 22%, Nb :0. 03%，余量为 Fe 和杂质。其力学性能与宝钢标准的对比如表1所示.表1本发明提供的冷轧热镀锌双相钢力学性能与宝钢标准的对比表
权利要求
1.一种780MPa级冷轧热镀锌双相钢的化学成分重量百分比分别为C :0. 109Π). 15%， Si 彡 0. 05%, Mn :1. 8% 2. 0%, Nb :0. 03% 0· 04%, Cr :0. 2% 0. 35%, Mo :0. 2% 0. 25%, P (0. 01%, S ^ 0. 01%, Alt :0. 02% 0. 07%, N ^ 0. 005%，余量为 Fe 及杂质。
2.—种生产如权利要求1所述冷轧热镀锌双相钢的方法，其特征在于，包括 将钢水经过冶炼的连铸过程后获得连铸坯；将所述连铸坯经过热轧过程后高温取卷获得热轧板，再将所述热轧板进行冷轧处理得到冷硬态带钢；将所述冷硬态带钢进行连续热镀锌退火工艺，获得最终成品。
3.如权利要求2所述的冷轧热镀锌双相钢制备方法，其特征在于，所述冶炼过程包括 所述冶炼过程中，第一炉的终点目标温度为167(T169(TC ；所述冶炼过程中，连浇的终点目标温度为166(T168(TC ； 所述冶炼过程中，采用Al-Fe脱氧，所述Al-Fe的加入量为4kg/t ； 所述冶炼过程在出钢过程中，加入渣料。
4.如权利要求3所述的冷轧热镀锌双相钢生产方法，其特征在于 所述渣料的出钢下渣量< 80mm，出钢时间> 4分钟；所述渣料在出钢前期开始随钢流加入，每炉出钢量达到1/5前加入800 kg小粒白灰和200kg萤石。
5.如权利要求3所述的冷轧热镀锌双相钢制备方法，其特征在于 所述冶炼在出钢过程中，采用微碳Mn-Fe调Mn。
6.如权利要求2所述的冷轧热镀锌双相钢制备方法，其特征在于 所述热轧过程中，连铸坯加热温度为122(TU80°C ；所述热轧过程中，终轧温度为86(T90(TC ； 所述热轧过程中，卷取温度为64(T70(TC。
7.如权利要求2所述的冷轧热镀锌双相钢制备方法，其特征在于 所述冷轧过程中冷轧的压下率为509Γ70%。
8.如权利要求2所述的冷轧热镀锌双相钢制备方法，其特征在于， 所述连续热镀锌包括冷硬态带钢首先加热至220°C实现预热，其加热速度8°C /s^12°C /s ； 经过预热的带钢进一步加热到790°C、30°C，其加热速度为1. 5°C /s、°C /s ； 经过进一步加热后的带钢在790°C 830°C保温60s 100s ； 将保温后所得的带钢冷却至720°C 760°C，冷却速度约为8°C /s^12°C /s ； 将经过冷却至720°C 760°C的带钢经吹气快冷却至镀锌温度450°C、60°C，镀锌结束后经过气刀吹刮冷却至42(T430°C ；经过气刀到顶辊之间的前端空冷配合后端风冷最后冷却至25(T30(TC，冷却速度约为 6 0C /s 9°C /s。
全文摘要
本发明提供一种780MPa级冷轧热镀锌双相钢，其化学成分重量百分比分别为C0.10%~0.15%，Si≤0.05%，Mn1.8%~2.0%，Nb0.03%~0.04%，Cr0.2%~0.35%，Mo0.2%~0.25%，P≤0.01%，S≤0.01%，Alt0.02%~0.07%，N≤0.005%，余量为Fe及杂质。还公开了一种所述冷轧双相钢的制备方法。依据本发明提供的化学成分和制备方法所生产的双相钢化学成分稳定，具有高的强度和优异的伸长率，将此类双相钢运用到汽车制造业中，可实现减轻汽车自重，降低油耗，还可增加汽车的耐蚀性。
文档编号C23C2/40GK102433509SQ20111043956
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者刘光明, 刘广会, 姜英花, 腾华湘, 邝霜 申请人:首钢总公司