一种汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其生产方法，化学成分质量百分数为：0.003％≤C≤0.005％，Mn≤0.1％，Si≤0.01％，P≤0.02％，S/C≥2.67，S≤0.015％，0.02％≤Alt≤0.07％，N≤0.004％，0.02％≤Ti-4C-1.5S-3.42N≤0.06％，Cu+Cr+Ni≤0.02％，余量为Fe和微量元素。此钢板主要是通过成分配比，调整炼钢过程的硫含量，在对热轧工艺进行优化的基础上进行生产，具有加工硬化指数n90值较高的特点，能够满足拉胀成形汽车板的生产需要。
【专利说明】一种汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及金属材料加工领域，尤其涉及一种汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板 及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 无间隙原子汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板（DX54D+Z)，现大量采用连续退火 工艺生产，其多用于汽车工业，其中包括许多拉深-胀型成形（简称拉胀成形）的零件，如： 门内板、翼子板、后纵梁等，按CB/T 2518-2008对同类钢种的要求，其化学成分质量百分 数为：C < 0· 12%，Μη 彡 0· 60%, Si 彡 〇· 50%，P 彡 0· 10%, S 彡 0. 045%, Ti 彡 0· 30%， 余量为Fe。国标CB/T 2518_2〇08对其屈服强度要求120MPa彡Rel彡220MPa，抗拉强 度要求 26〇MPa彡Rm彡350MPa,断后伸长率要求A80彡36%, n90彡0. 18, r90彡1. 6。 欧标EN10346-2009中对其成分要求为C彡0· 12 %，Μη < 0. 60 %，S彡0. 50 %， Ρ彡0· 10%，Ti彡0.3〇%，其性能要求为屈服强度120MPa彡Rel彡220MPa，抗拉强度 260MPa彡Rm彡350MPa,断后伸长率要求A80彡36%，n90彡0· 17, r90彡1.6。对于该钢 种，通常生产获得的Rel在140-200MPa范围内，A80彡41%，n90在0· 19-0. 23范围内， r90在2. 2-2. 7范围内，而拉胀成形时往往要求Rel彡180MPa，A80彡43%，n90彡0. 23， r90 > 2. 0。因此目前该钢种的加工硬化指数n90值偏低，较难满足拉胀成形的要求。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其生产方法，目的在于克服 现有无间隙原子汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板加工硬化指数Π 90值偏低，不利于进行 拉胀成形的问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其 生产方法，所述热镀锌钢板化学成分质量百分数为：0. 003%彡C < 0. 005 %，Μη彡0. 1 %， Si ^0. 01%,P^0. 02%,S/C^ 2. 67, S ^0. 015%,0. 02%^ Alt < 0. 07%,N ^ 0. 004%, 0· 02%彡 Ti-4C-1. 5S-3. 42N 彡 0· 06%, Cu+Cr+Ni 彡 0· 02%，余量为 Fe 和微量元素。
[0005] 优选的，汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板的生产方法包括：
[0006] 将铁水通过冶炼获得板坯；
[0007] 将板坯进行加热，加热温度为1100°c?1200°C ;
[0008] 加热后的板坯经过粗乳和精轧获得热乳板，精轧最后三道次的总压下率> 0. 5。
[0009] 将所述热乳板进行冷却，冷却后卷曲成热轧卷，卷取温度为740°C ±20°C ;
[0010] 将所述热轧卷通过冷轧获得冷硬卷；
[0011] 将所述冷硬卷经过连续退火和镀锌得到所述热镀锌钢板。
[0012] 通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
[0013] 本发明提供的一种汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其生产方法，化学成分质 量百分数为：〇. 003%彡 C 彡 0. 005%，Mn 彡 0. l%，Si 彡 0·01%，Ρ 彡 0. 02%，S/C 彡 2. 67， S ^ 0. 015%, 0. 02% ^ Alt ^ 0. 07%, N ^ 0. 004%, 0. 02% ^ Ti-4C-1. 5S-3. 42N ^ 0. 06 %, Cu+Cr+Ni <0·02%，余量为Fe和微量元素。此钢板主要是通过成分配比，调整炼钢过程的 硫含量，在对热轧工艺进行优化的基础上进行生产，具有加工硬化指数n90值较高的特点， 能够满足拉胀成形汽车板的生产需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明实施例中涉及的汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板中固溶碳的内 耗峰值图；
[0015]图2为本发明实施例中过剩钛对热轧卷晶粒尺寸的影响；
[0016]图3为本发明实施例中的汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板中TiC在铁素体中的 固溶度积曲线图；
[0017] 图4为本发明实施例中通过透射电镜测得的析出物照片；
[0018] 图5为本发明实施例中的金相组织照片。
【具体实施方式】
[0019]为了使本申请所属【技术领域】中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图， 通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
[0020] -般来说，汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板的加工硬化指数取决于它的析出物 数量、析出物种类和晶粒尺寸。颗粒状的第二相析出物在晶粒内部析出越充分，晶粒度尺寸 越大，加工硬化指数值越大。
[00211本发明主要介绍汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其生产方法，通过对汽 车用高加 i硬化指数热镀锌钢板成分的优化设计，调整和优化热轧工艺参数，成功生产 出汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板。本发明提供的汽车用高加工硬化指数热镀锌 钢板的化学成分质量百分数为：0· 003%彡C彡0. 005%，Μη彡0. 1 %，Si彡0. 01 %， P 彡 0· 02%，S/C 彡 2. 67, S 彡 0· 015%，0· 02 % 彡 Alt 彡 0· 07 %，N 彡 0· 004%,0· 02% 彡 Ti-4C-1_ 5S-3. 4州彡 0· 06%，Cu+Cr+Ni 彡 0· 02%，余量为 Fe 和微量元素。
[0022] 本发明的成分设计原理如下：
[0023] c :由于碳在铁素体中以间隙原子和渗碳体形式存在，在钢中具有强烈的强化作 用，不利于塑性变形。为了降低汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板的屈服强度和提高延伸 率，对碳含量必须严格控制。但是如果碳含量太低，则不利于IF钢中形成较多的弥散的第 二相析出物TiC和Ti 4C2S2，不利于提高加工硬化指数。因此本发明中将C的质量百分数控 制在0· 003%?0· 005%。利用内耗仪测定的固溶碳的内耗峰值如图i所示。
[0024] P、Mn和Si :磷、锰和硅都是钢中的强化元素，一般固溶在铁素体中，对冲压性能不 利，而且P含量太高会导致针状的FeTiP析出，对提高加工硬化指数不利。因此本发明将Si 的质量百分数控制在0· 01 %以下，Μη的质量百分数控制在〇. 1%以下，P的质量百分数控制 在0· 02%以下。
[0025] S :硫是钢中的有害元素，含量太高会诱发脆性断裂，因此一般要求其在钢中的质 量百分数低于〇· 015%。但是如果s含量太低，则无法在热轧过程中形成足够的Ti4C2S2析 出物，不利于提高加工硬化指数，因此要求S和C的原子比大于1，折合成质量百分数比则为 2. 67 < S/C。钢基体中的固溶碳和硫含量的稳定控制为析出物的稳定提供了基础保障。
[0026] Alt :错是炼钢中的脱氧剂，如果含量低于0. 02%则无法完全除去钢中的氧化物， 如Si02和MnO,导致加工性能大幅度降低。如果超过0. 07%则基本饱和。
[0027] N:氮与碳的作用基本相同，具有强烈的强化作用，因此需要将其含量控制在目前 技术水平能达到的极低水平，本发明中要求< 0. 004%。
[0028] 过剩钛Ti-4C-1. 5S-3· 42N :钛在无间隙原子钢中具有重要的作用，可以在炼钢 和热轧过程中与钢中的碳、氮和硫结合形成第二相粒子如TiC并在晶粒中析出，彻底消 除碳、氮和硫对钢板冲压性能的不利影响，因此一般要求过剩钛（Ti_4C-1. 5S-3. 42N)不 能太低。同时，过剩钛（即Ti-4C-1.5S-3.42N)含量对热轧晶粒尺寸有较大的影响，如 图2所示，而较大的热轧晶粒尺寸有利于提高加工硬化指数。因此本发明中将过剩钛 (Ti-4C-1. 5S-3. 42N)的质量百分数控制在 0· 02 % -0. 06 %。
[0029] Ni、Cu、Cr :这三种元素都属于炼钢过程中原料带入的杂质元素，在一般生产中没 有具体要求。通常固溶在铁素体中起到一定的强化作用。为了降低杂质元素对汽车用高加 工硬化指数热镀锌钢板屈服强度的影响，需要对原料中的这三种元素含量上限做出规定， 在本发明中要求Cu+Cr+Ni彡0. 02%。
[0030] 本发明提供的包含上述成分的汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板的生产方法具 体包括以下几个步骤：
[0031] 将铁水通过冶炼获得板坯；
[0032] 将板坯进行加热，加热温度为1100°C?1200°C ;
[0033] 加热后的板坯经过粗乳和精轧获得热乳板，精轧最后三道次的总压下率> 0. 5。
[0034] 然后将热乳板进行冷却，冷却后卷曲成热乳卷，卷取温度为740°C ±20°C ;
[0035] 将热轧卷通过冷轧获得冷硬卷；
[0036] 将冷硬卷经过连续退火和镀锌得到汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板。
[0037] 本发明的生产方法原理如下：
[0038] 板坯加热温度：本发明将板坯加热温度调整为1100?1200?，该温度范围使 Ti4S2C2析出物不会在粗轧过程中重新溶解，为Tie的析出提供了保障。
[0039] 精乳最后二道次的总压下率：本发明将精轧最后三道次的总压下率调整为 > 0. 8,该压下率可以确保在精乳出口的带钢中储存足够的变形能量，可以在后续的卷取过 程中激发TiC粒子的析出。
[0040] 卷取温度：本发明将卷取温度调整为720°C?760°C，该温度范围使Tie可以充分 析出。TiC在铁素体中的固溶度积曲线如图3所示。
[0041]利用本发明提供的一种汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其生产方法，获得的 汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板加工硬化指数超过0. 23。
[0042] 本发明通过优化成分设计，调整和优化热轧工艺参数，成功生产出汽车用高加工 硬化指数热镀锌钢板（DX54D+Z)，所生产的汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板具有高加工 硬化指数的特点，可带来可观的经济效益。
[0043] 实施例1 :
[0044]根据在本发明中提供的方法生产的汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板，其化学成 分质量百分比为：C :0· 005%，Μη :0· 1%，Si :0· 010%，P :〇. 02%，S :0. 015%，S/C :3, Alt : 0. 07 %，N :0. 004 %，Ti-4C-1. 5S-3. 42N :0. 06 %，Cu+Cr+Ni :0. 02 %，余量为 Fe 和微量元素。 该汽车板用钢的生产工艺为先将铁水进行冶炼获得钢坯，再对板坯进行加热，板坯加热温 度为1200°C，精乳最后三道次的总压下率为0· 5,卷曲温度为720°C，经过冷乳退火镀锌后 最后获得规格为0. 5 X 1000mm的汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板。其力学性能如表1所 示。利用透射电镜测得退火后的带钢中的TiC析出物如图4所示。退火后的带钢晶粒如图 5所示。
[0045] 表 1
[0046]
【权利要求】
1. 一种汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其生产方法，其特征在于，所述热镀锌钢 板化学成分质量百分数为： 0. 003 % ^ C ^ 0. 005 %, Μη ^ 0. 1 %, Si ^ 0. 01 %, P ^ 0. 02 %, S/C ^ 2. 67, S^O. 015%,0. 02%^Alt^0. 07%,N^0. 004%,0. 02%^ Ti-4C-1. 5S-3. 42N^0. 06%, Cu+Cr+Ni彡0. 02 %，余量为Fe和微量元素。
2. 如权利要求1所述的汽车用高加工硬化指数热镀锌钢板及其生产方法，其特征在 于，所述热镀锌钢板的生产方法包括： 将铁水通过冶炼获得板坯； 将板述进行加热，加热温度为ll〇(TC?1200°C ; 加热后的板坯经过粗轧和精轧获得热轧板，精轧最后三道次的总压下率> 〇. 5 ; 将所述热轧板进行冷却，冷却后卷曲成热轧卷，卷取温度为740°C ±20°C ; 将所述热轧卷通过冷轧获得冷硬卷； 将所述冷硬卷经过连续退火和镀锌得到所述热镀锌钢板。
【文档编号】C22C38/14GK104233067SQ201410466697
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】蒋光锐, 刘李斌, 邝霜, 尉冬, 王海全, 胡燕慧, 闻达, 滕华湘, 刘光明 申请人:首钢总公司