一种在热镀锌过程中完成碳配分的q&p钢的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种在热镀锌过程中完成碳配分的Q&P钢的制备方法。
【背景技术】
[0002]2003年，科罗拉多矿业学院的J.G.Speer教授第一次提出淬火-配分(quenchingand partit1ning, Q&P)的热处理工艺，传统TRIP钢成分经该工艺处理后均获得更好的强塑性结合。
[0003]Q&P工艺的主要过程为:将钢加热到Ae3温度以上或A el_Ae3之间进行完全奥氏体化或部分奥氏体化，保温一段时间后快速冷却至马氏体相变开始温度(Ms)和马氏体相变结束温度(Mf)之间的某一淬火温度，此时马氏体相变不完全，组织中包含一定量的未转变奥氏体；随后在一定的配分温度进行保温，使碳原子从过饱和的马氏体向未转变奥氏体扩散富集，从而使富碳的奥氏体足够稳定，在随后的冷却过程中不再发生相变最终保留至室温之下；当配分温度等于淬火温度时，通常被称为“一步”碳配分工艺；当配分温度高于淬火温度时，则通常称为“两步”碳配分工艺；此外，值得指出的是，经完全奥氏体化再进行淬火-配分处理得到的Q&P钢中组织主要为马氏体+残余奥氏体；而经部分奥氏体化后再进行淬火-配分处理得到的Q&P钢组织为马氏体+铁素体+残余奥氏体。
[0004]与传统的淬火-回火钢相比，Q&P钢之所以具有优异的强塑性结合是因为组织中包含一定含量的残余奥氏体，这些残余奥氏体会在塑性变形过程中发生TRIP效应，即残余奥氏体向马氏体相变，从而提高材料的强度和塑性；目前，Q&P钢作为汽车用钢领域第三代先进高强钢新钢种之一，已经得到越来越多的关注。
[0005]热镀锌钢板具有良好的耐腐蚀性能，因此在汽车车身用板材领域得到了广泛的使用；热镀锌工艺一般是将带钢浸入450~460°C左右的纯锌镀液中，经过短时间的浸镀，在带钢表面形成一定厚度的锌层；随着节能减排、汽车轻量化的呼声日益高涨，先进高强钢在汽车车身上所占比例越来越大，而Q&P钢作为第三代先进高强钢的代表钢种，其冷乳热镀锌产品的生产是十分必要的；如何结合Q&P钢的设计理念和热镀锌的生产工艺，冷乳带钢在连续退火和热镀锌中分别实现Q&P工艺的淬火和碳配分过程，具有重要的研究价值。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种在热镀锌过程中完成碳配分的Q&P钢的制备方法，通过合理的合金成分设计，在连续退火过程中完成Q&P钢的淬火过程，在随后热镀锌过程中实现碳配分过程，在缩短生产流程的同时，获得性能优良的冷乳热镀锌Q&P钢。
[0007]本发明的方法按以下步骤进行:
1、按设定成分冶炼钢水，经精炼和连铸制成钢坯；其成分按重量百分比含C0.15-0.30%，Si 1.0-2.0%，Mn 1.0-2.5%，Mo 0.1-0.2%，Nb 0.04-0.06%，P 彡 0.015%，S彡0.005%，N彡0.006%，其余为Fe和不可避免的杂质； 2、将钢坯加热到1150±50°C，保温60~90min，然后进行粗乳和精乳，冷却至550~650°C卷取获得热乳板；其中粗乳开乳温度为1080~1120°C，终乳温度为980~1020°C，粗乳累积压下率为50~70% ;精乳开乳温度为940~970°C，终乳温度为910~940°C，精乳累积压下率为60?80% ；
3、将热乳板酸洗去除表面氧化铁皮，然后进行冷乳，冷乳总压下率为60~80%，获得带钢；
4、将带钢在连续退火炉中加热到750~850°C，保温60~180s，然后以30~50°C/s的速度冷却至220~270°C，在连续退火过程中完成淬火过程；
5、将完成淬火的带钢以30~50°C/s的速度升温至450~470°C，然后采用温度为455~465°C的锌液进行热镀锌，时间为5~15s，此过程中同时发生碳原子向未转变奥氏体富集，即碳配分；热镀锌完成后冷却至常温，获得表面具有镀锌层的Q&P钢。
[0008]上述的步骤4中以30~50°C /s的速度冷却是采用喷吹气体的方式冷却。
[0009]上述的锌液成分按重量百分比含Al 0.205-0.235%, Fe彡0.03%，Pb彡0.02%，Cd(0.04%，其余为 Zn。
[0010]上述的Q&P钢的屈服强度彡550MPa，抗拉强度彡980MPa，延伸率彡25%。
[0011]上述的Q&P钢的显微组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体+少量贝氏体。
[0012]上述的带钢厚度为1.0-1.5_。
[0013]本发明通过合理的合金成分设计，在C-Mn钢成分基础上，通过提高Si含量抑制渗碳体的析出，Mo的添加提高淬透性，微量Nb的添加细化奥氏体晶粒；在连续退火过程中完成Q&P钢的淬火过程，而在随后热镀锌过程中实现碳原子从马氏体向奥氏体的富集，即碳配分过程，从而缩短了热镀锌Q&P钢的生产工艺流程。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的在热镀锌过程中完成碳配分的Q&P钢的制备方法流程示意图；
图2为本发明实施例1中的在热镀锌过程中完成碳配分的Q&P钢的显微组织图。
【具体实施方式】
[0015]本发明实施例中采用的锌液成分按重量百分比含Al 0.205-0.235%，Fe彡 0.03%，Pb 彡 0.02%，Cd 彡 0.04%，其余为 Zn。
[0016]本发明实施例中Q&P钢的基体中残余奥氏体的体积分数在9.8-13.4%。
[0017]本发明实施例中以30~50°C /s的速度冷却是采用喷吹气体的方式冷却。
[0018]本发明实施例中带钢的厚度为1.0-1.5_。
[0019]本发明实施例中性能试验采用CMT5105拉伸机。
[0020]本发明实施例中组织检测采用FEI Quanta 600扫描电子显微镜。
[0021]实施例1
按设定成分冶炼钢水，经精炼和连铸制成钢坯；其成分按重量百分比含C 0.15%，Si
2.0%，Mn 1.0%，Mo 0.2%，Nb 0.04%，P 0.014%，S 0.005%，N 0.003%，其余为 Fe 和不可避免的杂质；
将钢坯加热到1150±50°C，保温60min，然后进行粗乳和精乳，冷却至550°C卷取获得热乳板；其中粗乳开乳温度为1080°C，终乳温度为980°C，粗乳累积压下率为50% ;精乳开乳温度为940°C，终乳温度为910°C，精乳累积压下率为60% ;
将热乳板酸洗去除表面氧化铁皮，然后进行冷乳，冷乳总压下率为80%，获得带钢；
将带钢在连续退火炉中加热到850°C，保温60s，然后以30°C /s的速度冷却至270°C，在连续退火过程中完成淬火过程；
将完成淬火的带钢以50°C /s的速度升温至470°C，然后采用温度为455°C的锌液进行热镀锌，时间为15s，此过程中同时发生碳原子向未转变奥氏体富集，即碳配分；热镀锌完成后冷却至常温，获得表面具有镀锌层的