专利名称：一种具有低碳当量的汽车用钢及其生产方法
技术领域：
本发明涉及汽车用钢铁材料及其生产方法，具体属于一种低碳当量为0. 3^0. 36高屈强比的汽车用钢及其生产方法。
背景技术：
随着汽车工业的发展，环境问题日益加剧，汽车轻量化得到高度重视。制作汽车部件的钢材高强化是非常有效的手段，可以减重、节能。汽车结构件由钢板冲压后焊接组装而成，固溶强化钢在保证高强度的同时，其碳当量显著提高，焊接性难以满足要求。经检索，中国专利(公告号CN101265550B)公开了《一种微合金高强度钢冲压用冷轧汽车板》，其化学组成(wt %)为C:0. 04 0. 10、Si :0. 03 0. 05、Mn:0. 7 0. 9、 Als:0. 02 0. 07,P ( 0. 030,S ( 0. 030、Nb:0. 05 0. 07，其余为 Fe 及不可避免的杂质。其存在的不足是在冷轧后采用罩式炉退火，导致生产效率低，一个退火炉通常最多装入3卷钢，需要退火时间48飞0小时。同时，因罩式炉退火内外卷的温差大，导致钢卷的性能不均匀，且退火过程中钢板易产生粘结，钢板表面质量差。
发明内容
本发明主要解决目前钢的夹杂多，洁净度低，生产工艺上对性能的可控性的不足，提供一种钢中夹杂少，洁净度高，屈服强度为45(T480MPa，抗拉强度59(T640MPa，延伸率不低于28%，碳当量在0. 30、. 36%，宽冷弯试验弯曲180°，弯心直径d=0，金相组织中，等轴铁素体体积百分比含量为83 85%，粒状珠光体体积百分比含量为15 17%的汽车结构件用钢及其生产方法。实现上述目的的措施
一种具有低碳当量的汽车用钢，其组分及重量百分比含量为c :0. 11 0. 14%，Si
0.03 0. 06%, Mn :1. 40 I. 60%, Al :0. 02 0. 07%, P :0. 015 0. 025%, Nb :0. 02
0.035%, Ti :0. 04 0. 07%, S ( 0. 006%, N ^ 0. 003%, 0 ^ 0. 002%，其余为 Fe 及不可避免的杂质；力学性能屈服强度为45(T480MPa，抗拉强度为59(T640MPa，延伸率不低于28%，碳当量为0. 3 0. 36%，宽冷弯试验弯曲180°，弯心直径d=0，金相组织中，等轴铁素体体积百分比含量为83 85%，粒状珠光体体积百分比含量为15 17%。生产一种具有低碳当量的汽车用钢的方法，其步骤
1)进行铁水脱硫，控制铁水中S彡0.006% ；
2)转炉冶炼；
3)进行RH真空处理，并控制钢水中N彡0.003%, 0^ 0. 002% ；
4)进行连铸，控制浇注温度在1540 1550°C；
5)对铸坯加热，加热温度控制在1200 1250°C；
6)进行热轧，控制开轧温度在1070 1130°C，控制终轧温度在895 915°C；
7)进行卷曲，卷曲温度控制在560 580°C；8)进行常规酸洗；
9)进行冷轧，控制总压下率在70 78%；
10)进行连续退火控制保温温度在800 850°C;在28 32°C /秒的冷却速度下冷却至350 400°C，经160 180秒时效后再冷却至室温；
11)进行平整，并待用。本发明中各元素及主要工序的作用及机理
C价格低廉，同时，C也是固溶强化元素，强化效果十分明显，C含量越高对强化效果越好。但C含量过高，不利于保证材料的焊接性能。因此，C含量控制在0. IfO. 14%。Si元素固溶在铁素体中，提高钢的强度，但Si元素容易在钢板表面形成致密的氧化层Mn2SiO4，从而影响材料的镀锌性能，所以本发明Si元素在钢中的上限含量控制在
0.10%以下。Mn元素是常规的强韧化元素，作为奥氏体形成元素，在扩大奥氏体区，降低终轧温度，推迟奥氏体转变，可以同时起到细化晶粒的作用。但Mn元素含量太高，一方面增加成本，另一方面增加钢的淬透性，使焊接组织出现硬化层导致裂纹焊缝及热影响区裂纹敏感性增高。因此，将Mn含量上限定于1.60%以下，下限定于1.40%以上。Al在本发明中，主要作用是在炼钢过程中脱氧，使钢水镇静。同时，在成品钢中会有A1(N，C)析出，起到提高钢的强度作用。因此Al下限控制在0. 02%，上限控制在0. 07%。P对钢的强化效果仅次于C，但P过高导致本发明材料的塑性、焊接性和成形性不 利，因此，P含量控制在0. 0159T0. 025%,而且，这个范围工业化生产上很容易控制，并且不需要特殊添加。S对本发明材料的塑韧性不利，降低耐腐蚀性，同时，为避免产生铸坯裂纹，严格限制S含量，因此，要求S彡0. 006%。为实现本发明钢的洁净度，控制钢中N彡0. 003%, 0^ 0. 002%。Nb是一种强碳氮化物形成元素，有利于析出强化，并且可以阻止高温奥氏体过分长大，具有极强的细化晶粒作用。但Nb含量过高，容易导致碳氮化物偏聚，其加工性变差，同时，增加了材料成本。因此，Nb含量控制在0. 02(T0. 035%。Ti具有促进硫化物形态控制的作用，Ti与0、N、S和C有很强的亲合力，Ti处理对改善连铸坯的表面质量也是有效的。本发明热处理采用连续退火炉退火，连续退火生产效率高(I卷钢只需要不超过20分钟)，钢卷各个段温差小，性能稳定，表面质量好。本发明是一种具有低碳当量高屈强比的汽车用钢及制造方法，包括冷轧钢板或者热浸镀锌钢板，以采用低碳，添加Nb、Ti元素，降低S含量的成分技术措施，辅以其它合金元素，既保证了该钢的基本力学性能，同时，减小炼钢在连铸时的难度，提高了铸坯的表面质量。采用高温加热、高温终轧和低温卷取的控轧控冷工艺，获得合适的等轴铁素体晶粒尺寸，冷轧采用了适当压下率和连续退火的工艺制度。从原理上，本发明采用细晶强化结合析出强化的方法来达到所要求的性能，二相粒子具有析出强化作用，微合金元素还可以细化晶粒，因此，在提高强度的同时伸长率不会降低，有利于钢板的综合力学性能。与同等强度的固溶强化钢相比，碳当量降低，加之微合金元素的细晶作用，可以有效减少焊接造成的晶粒粗大，大大有利于焊接性能。钢板并有较高的强度，适中的伸长率和良好的点焊性和良好的成形性及可镀性。
附图为本发明明钢板经金相放大500倍观察，为等轴铁素体+珠光体的金相组织。
具体实施例方式下面对本发明予以详细描述
表I为本发明各实施例及对比例的化学组分及重量百分比含量列表。表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表，其按照如下工艺步骤进行
1)进行铁水脱硫，控制铁水中s<0. 006% ；· 2)转炉冶炼；
3)进行RH真空处理，并控制钢水中N彡0.003%, 0^ 0. 002% ；
4)进行连铸，控制浇注温度在1540 1550°C；
5)对铸坯加热，加热温度控制在1200 1250°C；
6)进行热轧，控制开轧温度在1070 1130°C，控制终轧温度在895 915°C；
7)进行卷取，卷取温度控制在560 580°C；
8)进行常规酸洗；
9)进行冷轧，控制总压下率在70 78%；
10)进行连续退火控制保温温度在800 850°C;在28 32°C /秒的冷却速度下冷却至350 400°C，经160 180秒时效后再冷却至室温；
11)进行平整，并待用。根据用户要求，也可以在连续退火工序后进行热侵镀锌工序。表3为本发明各实施例及对比例的力学性能及金相组织检测结果列表。表I本发明各实施例及对比例的组分及被％含量列表
权利要求
1.一种具有低碳当量的汽车用钢，其组分及重量百分比含量为c 0. 11 0. 14%，Si 0.03 0. 06%, Mn :1. 40 I. 60%, Al :0. 02 0. 07%, P :0. 015 0. 025%, Nb :0. 02 0.035%, Ti :0. 04 0. 07%, S ^ 0. 006%, N ^ 0. 003%, O ^ 0. 002%，其余为 Fe 及不可避免的杂质；力学性能屈服强度为45(T480MPa，抗拉强度为59(T640MPa，延伸率不低于28%，碳当量为0.3 0.36，宽冷弯试验弯曲180°，弯心直径d=0，金相组织中，等轴铁素体体积百分比含量为83 85%，粒状珠光体体积百分比含量为15 17%。
2.生产权利要求I所述的一种具有低碳当量的汽车用钢的方法，其步骤 1)进行铁水脱硫，控制铁水中S彡0.006% ； 2)转炉冶炼； 3)进行RH真空处理，并控制钢水中N彡0.003%, 0^ 0. 002% ； 4)进行连铸，控制浇注温度在1540 1550°C； 5)对铸坯加热，加热温度控制在1200 1250°C；6)进行热轧，控制开轧温度在1070 1130°C，控制终轧温度在895 915°C； 7)进行卷取，卷取温度控制在560 580°C； 8)进行常规酸洗； 9)进行冷轧，控制总压下率在70 78%； 10)进行连续退火控制保温温度在800 850°C;在28 32°C /秒的冷却速度下冷却至350 400°C，经160 180秒时效后再冷却至室温； 11)进行平整，并待用。
全文摘要
本发明涉及一种低碳当量为0.3~0.36高屈强比的汽车用钢及生产方法。其组分及重量百分比含量为C0.11～0.14%，Si0.03～0.06%，Mn1.40～1.60%，Al0.02～0.07%，P0.015～0.025%，Nb0.02～0.035%，Ti0.04～0.07%，S≤0.006%，N≤0.003%，O≤0.002%，其余为Fe及杂质；生产步骤铁水脱硫；转炉冶炼；钢包吹氩；连铸；对铸坯加热；热轧；卷取；常规酸洗；冷轧；连续退火；平整并待用。本发明与同等强度的固溶强化钢相比，碳当量降低，加之微合金元素的细晶作用，可以有效减少焊接造成的晶粒粗大，大大有利于焊接性能。钢板并有较高的强度，适中的伸长率和良好的点焊性和良好的成形性及可镀性。
文档编号C22C38/14GK102703810SQ20121019118
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者严龙, 刘吉斌, 刘祥东, 林承江, 王立辉, 陈宇 申请人:武汉钢铁(集团)公司