专利名称：一种高r值高强IF钢生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车板生产工艺技术领域，涉及一种用热轧直接退火加冷轧退火的方式生产具有高r值的高强IF钢的工艺。
背景技术：
高强IF钢是在IF钢中添加一定的强化元素，即保持了超深冲IF钢的优良的冲压性能又具有高的强度。使用高强IF钢替代普通IF钢后，可以减轻汽车重量，降低油耗，所以其汽车行业中得到广泛的应用。1998年-2000年，一汽率先在CA1092五吨中卡上使用BIF340，BH340高强度冷轧板代替Stl3与Stl4。经过钢板抗凹陷性试验，发现O. 8mm厚的BIF340与Imm厚的Stl4相比，厚度减薄O. 2mm，前者的抗凹陷性能反而高。2001年奇瑞公司用高强IF钢B170P1代替SM生产奇瑞风云汽车零件A柱本体、转向柱横梁和中通道等， 用BIF340高强度IF钢钢板替代SM生产前底板都取得了成功。由于高强IF钢需加入一定量的固溶强化元素磷、锰和硅以达到获得高强度的目的，但固溶强化元素的加入，使本来纯净的铁素体基体里有了间隙原子，阻碍了有利于提高r值的深冲织构的形成，导致高强IF钢普遍比普通IF钢深冲性能差，r值低，一定程度上影响了它的应用。专利CN102409225提出一种利用晶粒细化、析出强化和固溶强化机制的超细晶高强IF钢，该钢种具有良好的表面质量和抗二次加工脆性，屈服强度230 270MPa，抗拉强度410 465MPa,延伸率为34 36. 5%,塑性应变比r为I. 6 I. 65。专利CN101348884A提出一种利用P、Mn和Cr的固溶强化，以及Nb的碳氮化物析出强化与细晶强化共同作用的440MPa级高强IF钢，其抗拉强度彡440MPa，r值彡1.5。专利CN1492068A提出一种抗拉强度为340 440MPa的添加Nb的超低碳冷轧钢板及其制造方法，P含量较低，主要通过Nb的细化晶粒作用，以及Nb的碳氮化物析出强化，达到高强度，并可得到良好的复合成形性和焊接部位成形性，带钢全长性能均匀。以上高强IF钢专利均采用热轧、冷轧、退火、平整工艺生产，且热轧终轧温度在890°C以上，冷轧压下率为60 90%，退火一般采用连退退火方式，退火温度彡800°C。专利CN101693253介绍了一种铁素体区轧制高强IF钢的方法，通过在普通Nb+Ti-IF钢中添加P、Mn、Cr、Mo等固溶强化元素，在粗轧采用奥氏体区轧制，粗轧压下率为40%，精轧采用铁素体区轧制，终轧温度< 780°C，再经过层流冷却后进行卷取，卷取温度为600°C。从上述专利可以看出，无论采用添加强化元素的方法，还是采用细化晶粒的方法，高强IF钢r值都处于比较低的水平。专利1071959A提出使用织构预处理方法提高IF钢r值，在此专利中，不需要改变IF钢的化学成分，只是在传统的IF钢生产工艺中，在热轧后增加织构预处理工艺，即压下率为40 90%的冷变形和退火，使钢板在冷轧前就具有了强烈的(111)织构，再进行冷轧和退火后，获得极高的r值。发明的实施例子中，对比了传统工艺与织构预处理工艺生产IF钢的成形性能，其中传统工艺下IF钢r值为2. 4，而织构预处理工艺下r值为3. 25。关小军等人在《一种极高r值的高强IF钢板的研究》一文中，采用热轧卷取一织构预处理一冷轧一连续退火一再次连续退火的新工艺，热轧压下率为87. 2%，终轧温度为910°C，卷取温度750°C，织构预处理工艺参数为加热温度870°C，加热时间270s。冷轧和退火工艺参数为压下率90%，均热温度910°C，均热时问120s。再次退火工艺参数为均热温度870°C，均热时间120s。采用此工艺生产的高强IF钢，抗拉强度达340MPa，r值高达2. 85。从上述文献可以看出，采用织构预处理的确可以提高普通IF钢和高强IF钢的r值，但因为比常规的生产工艺增加了 2 3个工序，延长了生产周期，增大了能耗，生产成本高，限制了其的实际应用。
发明内容
本发明旨在采用普通成分的高强IF钢，通过结合低温精轧与热轧直接快速在线退火工艺，提出一种简化工序的高r值高强IF钢生产工艺，从而提高高强IF钢成形性能和
质量。 本发明的技术方案如下采用普通的340MPa级P-Mn系高强IF钢，生产工艺示意图如图I所示，具体表述如下经过冶炼、锻造，制成小钢坯，加热温度为1050 1100°C，经粗轧和精轧，精轧开始温度为850°C，终轧温度为550 700°C，精轧压下率为70 90%，带钢出精轧后，直接进入在线退火炉，快速加热至810 830°C的在线退火温度，加热速率为30°C /s_50°C /s,保温10 20s,经过喷气冷却至650 700°C的卷取温度。热轧板经过酸洗，冷轧成薄带，冷轧压下量75 85%。冷轧薄带经过连续退火，加热速度为5°C /s 10°C /s，保温温度为810 830°C，保温时间为100 180s。高r值高强IF钢制备方法原理如下钢板的塑性应变比r值是衡量其深冲性能的重要指标，有研究表明，r值大小主要与晶粒的择优取向(即织构)有关，当钢板的{111}织构越强，{100}织构越弱时，r值越高。在化学成分给定的情况下，r值主要与钢板的生产工艺有关。如果高强IF钢钢板终轧温度在奥氏体区，奥氏体轧制织构经过奥氏体再结晶和奥氏体-铁素体相变，热轧板没有特别的择优取向，热轧织构散漫。在本发明中，高强IF钢钢板精轧阶段处于铁素体区，特别是精轧最后两个道次在650°C以下，处于铁素体未再结晶区，累积变形量为40%以上，则轧制完成后，晶粒为拉长的铁素体晶粒，内部的储能为下一步的在线快速退火提供了可能。高强IF钢铁素体未再结晶区热轧后的织构与冷轧织构类似，以{111}//ND、<110>//RD织构为主。热轧后的在线快速退火，由于加热速度快，而且变形的铁素体晶粒内的储能闻，铁素体再结晶驱动力大，使得铁素体再结晶在短时间内完成，将热轧后形成的{111}//ND、〈110>//RD织构转化为稳定的{111}〈112>、{111}<110>再结晶织构，并保存至热轧板。在高强IF钢冷轧时，由于热轧板具有稳定的{111}〈112>、{111}〈110〉织构，这种织构在冷轧过程中被保留下来，而且有部分{110}〈001〉织构晶粒继续在冷轧中转化成{111}//ND、〈110>//RD冷轧织构，并在后续的常规退火过程中，发生冷轧织构的转变，形成更高密度的{111}〈112〉、{111}〈110〉退火织构，因此，采用这种低温铁素体未再结晶区热轧，在线快速退火、冷轧和退火的生产工艺，制造出的钢板具有高的{111}退火织构，从而具有高的r值。
本发明的应用效果本发明是在不改变高强IF钢成分的前提下，通过低温热轧，在线快速退火、冷轧和退火工艺，获得了高r值的高强IF钢。与常规高强IF钢生产工艺相t匕，只是在热轧与卷取工艺之间，利用精轧后余热，增加了快速补充加热和短时间保温的工序，就可以提高热轧板{111}织构密度，最终带来产品深冲性能的改善。与其他提高r值的工艺相比，有两个特点，一个是充分利用了低温精轧形成的铁素体冷轧织构，并为后续的在线快速退火提供了再结晶驱动力；另一个是在线快速退火工艺，将退火与热轧工序相连接，利用了精轧后的余热，起到了节能的作用。该发明工艺简单，易于实施，在保证一定强度和延伸的基础上，显著提高了高强IF钢的r值，为高强IF钢用于难冲压件生产提供了可能。
图I为本发明的高r值高强IF钢生产工艺示意图。图2为高r值高强IF钢金相组织图。其中(I)为热轧+快速在线退火后金相组织，(2)为退火板金相组织。
具体实施方案本发明实施的高强IF钢成分如表I所示。表I本发明具体实施例钢的化学成分(wt%)
权利要求
1.ー种高r值高强IF钢生产エ艺，其特征在于采用普通的340MPa级P-Mn系高强IF钢，加工步骤如下 1)加热温度为1050 1100。。； 2)热轧分为粗轧和精轧两个阶段，其中对粗轧轧制温度与压下率没有特别的要求，精轧温度为850 550°C，精轧压下率为70 90% ； 3)带钢出轧机后直接进入在线退火炉，进行在线快速退火，在线退火温度为800 820 0C ； 4)带钢出退火炉后进行快速冷却，冷却至650 700°C的卷取温度，卷取成热卷； 5)带钢冷轧压下量75 85%； 6)连续退火エ艺的加热速度为5°C/s 10°C /s，保温温度为810 830°C，保温时间 为 100 180s。
2.按照权利要求I所述的高!■值高强IF钢生产エ艺，其特征在于所述步骤2)中，精轧开始温度要低于850°C，即高强IF钢的铁素体-奥氏体相变温度，精轧终止温度要低于650°C，即高强IF钢铁素体再结晶温度。
3.按照权利要求I所述的高!■值高强IF钢生产エ艺，其特征在于所述步骤2)中，精轧阶段650°C以下，至少进行两道次轧制，累积压下率大于40%。
4.按照权利要求I所述的高!■值高强IF钢生产エ艺，其特征在于所述步骤3)中，带钢出精轧后，直接进入在线退火炉，在线快速退火的加热速度为30°C /s-50°C /s，保温时间10 20s。
全文摘要
本发明属于汽车板生产工艺技术领域，涉及一种高r值高强IF钢生产工艺。采用P-Mn复合添加的340MPa级高强IF钢，经热轧，低温精轧，利用轧后高温直接在线快速退火，然后快冷至卷取温度，再经过冷轧、退火的生产工艺，获得抗拉强度355MPa和轧向r值2.75的钢板。热轧精轧温度为850～550℃，精轧压下率为70～90%，精轧阶段650℃以下，两道次以上轧制，累积压下率大于40%，在线退火加热速度为30℃/s-50℃/s，退火温度为800～820℃，保温时间为10～20s,卷取温度为650～700℃，冷轧压下量75～85%，连续退火工艺的加热速度为5℃/s～10℃/s，保温温度为810～830℃，保温时间为100～180s。
文档编号C21D8/02GK102816975SQ20121032466
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者苏岚, 王泽汉, 陈银莉, 王先进, 唐荻 申请人:北京科技大学