一种450MPa级厚规格热镀锌钢及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种锻锋钢及生产方法，具体地属于一种450MPa级厚规格热锻锋钢 及生产方法，其钢板的厚度规格为2. 5~3. 0mm。
【背景技术】
[0002] 为满足汽车轻量化和整车耐腐蚀性能的需求，W挂车为代表的商务车选材普遍采 用高强度厚规格冷社热锻锋板替代热社板。同时，在钢结构、建筑等行业对刚度、美观与安 全的要求日益提高，必然引领具备高刚度、高表面质量、优异耐腐蚀性能的高强度厚规格冷 社热锻锋钢的市场应用需求。
[0003] 现有技术和产品大多采用高C、Si、Μη等固溶强化元素W实现高强度，必然带来表 面质量和焊接性能的恶化；部分产品利用冷硬态加工硬化、控制回复再结晶程度实现高强 度，但产品成型性能和性能均匀性恶化。同时，采用美钢联法立式退火炉生产2. 5mm厚度规 格W上存在通板风险。
[0004] 经检索，中国专利申请号为CN103146998A的文献，披露了一种400M化级W 上锻锋高强结构钢，其基板成分包括C:0. 06-0. 10%、Μη:0. 4-1. 0%、Si:0. 10-0. 30%、P: 《0. 015%、S 0. 015%、Als:0. 02-0. 05%、佩：0. 01-0. 05%、其余为化，其采用佩微合金化 晶粒细化和析出强化机理，但其成分Si含量较高，由于"Sandelin效应"恶化厚锋层表面 质量，且由于采用美钢联法立式退火炉生产，导致生产2. 5~3. 0mm厚规格存在困难。
[0005] 中国公布号为CN102676759的专利文献，公开了控制退火溫度生产390-500MPa 结构级锻锋产品。其通过控制产品回复再结晶程度，W实现不同强度级别目的，退火溫度在 580-650°C范围内。其产品组织因为未完全再结晶状态，故不能保证组织、性能的均匀性，不 适应于漉压成形用地板等零件的制造；且该专利提及的产品厚度规格上限为2. 0mm，针对 替代热社板的高强度热锻锋板厚度规格在2. 5-3. 0mm范围，无法通过该专利生产方法实现 退火溫度的精准控制。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术存在的不足，提供一种厚度在2. 5~3. 0mm，具有优异的弯曲成 形性能、锻层重量在275g/m2的厚锋层表面质量和性能均匀性的450MPa级厚规格热锻锋钢 及生产方法。
[0007] 实现上述目的的措施： 一种450MPa级厚规格热锻锋钢，其组分及重量百分比含量为：C:0. 10~0. 13%，Si: 《0. 025%，Μη:0. 8 ~1. 2%，P:0. 008 ~0. 016%，S:<0. 010%，A1 :0. 040 ~0. 060%，佩： 0. 048~0. 068%，其余为化及不可避免的杂质。
[0008] 生产一种450MPa级厚规格热锻锋钢的方法，其步骤： 1) 经铁水脱硫后进行转炉冶炼，并控制出钢溫度不低于1680°C; 2) 钢水利用RH真空炉进行炉外精炼处理，加侣脱氧，脱氧循环2~3min后加入合金调 整成分，合金化完成后循环> 5min结束真空处理。
[0009] 3)采用氣封保护诱铸，控制拉巧速度在0. 9~1. Im/min ; 4) 对铸巧加热，加热溫度控制为1200~1300°C; 5) 进行热社，其中：控制粗社道次为5~12道次，精社道次为7道次，终社溫度控制在 850 ~90(TC; 6) 进行卷取，控制卷取溫度在500~580°C; 7) 经风冷冷却后进行冷社，冷社总压下量控制在不低于55% ; 8) 采用改良森吉米尔法进行热锻锋，其中： 在热锻锋加热炉的预热段及直燃段，控制空气与燃气的比例系数在0. 95-0. 98;在福 射管加热段、均热段及喷冷段是在保护气体的作用下进行退火和还原处理，其退火溫度为： 出直燃段溫度为700~760°C，出福射管加热段溫度为730~780°C，均热段溫度为730~ 780°C，入锋锅溫度为460~500°C;并控制钢带运行速度在45-50m/min内任意一个值固定 运行；同时控制气刀与锋锅液面间距在400~600mm，控制气刀与钢板间距在10-20mm，气刀 压力控制在2〇〇~400mbar; 9) 自然冷却至室溫后待用。
[0010] 本发明各元素的作用及机理 C:碳是最有效的间隙固溶强化元素，因此随着碳含量的增加，钢种强度明显增加，但 其初性、塑性性能恶化。钢种含碳量对热锻锋有显著的影响，含碳量越高，铁-锋反应就愈 剧烈，铁的损失愈大，钢基参加反应愈剧烈，即铁-锋合金层变得愈厚而使锻锋层附着力变 差。随着钢种碳含量的增加，其屈服强度和抗拉强度也相应增大，特别是碳在组织中W渗碳 体(或珠光体)形式存在时能产生很大的相变强化作用。各种试验结果表明，钢中每增加0. 1%碳含量，其屈服强度平均提高28MPa、抗拉强度平均提高70MPa。
[0011] Si:娃为置换固溶强化元素，但高娃含量易在表面被氧化生产Si〇2引起圣德林效 应，形成灰色锻层使粘附性变差。与铁比较，往平衡氧分压低的钢中添加Si等元素时，由于 退火时添加元素会通过选择氧化，富集在钢扳表面，运些在表面形成的氧化物会妨碍与锋 液的粘着性。在粘着性差的情况下，就会发生所谓的"锻不上锋"（影响产品外观质量），因 此，作为Μη的替代元素，Si和化等元素不适合添加在热锻锋钢板中。因此，必须控制娃含 量在较小的范围内。
[0012]Μη:儘是铁素体置换固溶元素，通过固溶强化提高钢的强度。
[0013]Ρ:在传统观点中，憐在钢中是属于有害元素。它会降低钢的冲击初性，提高钢的脆 化溫度，恶化钢的焊接性能。其实那是憐与碳共同作用的结果。如果除去碳的影响，憐还能 使塑性、初性有所增加，使脆化溫度有所降低。
[0014] 憐是非碳化物形成元素，它在钢中的存在形式主要是溶于铁素体。当它溶于铁素 体时能够取代铁原子形成置换固溶体。在除了碳、氮元素W外的诸多固溶体形成元素中，憐 的固溶强化能力最大。在低碳钢中，每增加0. 01%的憐，其屈服强度可提高6. 1~7.IMPa， 憐的固溶强化能力是娃的7倍，是儘的10倍。
[0015]S:硫是钢种的有害元素，儘的添加可W与硫形成具有塑性的MnS夹杂，减轻硫的 有害影响，但MnS会引起热社钢板横向初性差的问题。并且钢种采用低儘合金设计，必须严 格限制硫含量 A1 :侣的加入是低碳钢最有效的脱氧方式。侣与钢中氮形成AIN，弥散的AIN阻止奥氏 体再结晶，细化了转变后的晶粒。但对于低碳侣镇静钢，随着Als的增加，钢中夹杂物数量 增多，夹杂物尺寸也将变大，钢质变差，