本发明属于冶金技术领域，尤其是一种含钛微钒超深冲if钢及其生产方法。
背景技术：
if钢是interstitialfreesteel的缩写，因此if钢又称“无间隙原子钢”，由于钢中没有间隙固溶的c、n原子存在，该钢具有优良的深冲性能和非时效性。if钢在成分上的特点是加入一定量的钛、铌等强碳氮化物形成元素实现超低碳，基本无c、n间隙原子，钢质纯净。其广泛应用于家电结构件、汽车行业对冲压有较高要求的零部件等。if钢在生产过程中要求炼钢工序做到钢水的超低碳处理、纯净化处理，减少残余元素含量，提高ti微合金元素的吸收率的同时保证钢获得优良的冲压成型性能。目前if钢大多采用nb、ti复合强化、nb强化或高钛强化，成本较高。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本的含钛微钒超深冲if钢；本发明还提供了一种含钛微钒超深冲if钢及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明化学成分的重量百分含量为：c0.0010～0.0040%，si≤0.03%，mn0.10～0.20%，p≤0.013%，s≤0.010%，als0.020～0.050%，ti0.055～0.070%，n≤0.0040%，cu≤0.05%、cr≤0.05%、ni≤0.05%，mo≤0.020%，nb≤0.005%，v≤0.015%，b≤0.0005%，余量为fe和不可避免的杂质；其中cu+cr+ni≤0.07%。
本发明所述if钢的屈服强度≤300mpa，抗拉强度≤360mpa，伸长率a≥33%，a、b、c、d类非金属夹杂物粗系≤1.0级、细系≤1.5级。
各化学成分的功用如下所述：
c：严重影响钢的深冲性能和时效性能，必须尽可能去除，对于钢中残余的c，采用加ti、v的方式加以固定。
n：对钢的有害作用与c类似，但n控制在40ppm以下时脱氧残留的al能与n生产稳定的aln,能将n完全固定，少量也可与ti、v结合生成碳氮化物。
si：对钢的深冲性能有害；另一方面影响钢的镀锌性能。应尽可能减少钢中的si含量。
s：在一定程度上（约0.005～0.006%）有利于c的析出，对提高钢的深冲性能有利；但是s过高则对钢有害。
mn：能与s结合生成mns降低s的有害影响，同时提高钢的力学性能。
p：对if钢的延性、低温塑性有很大影响，要求if钢中磷含量越低越好。在某些高强if钢中作为强化元素提高钢的强度。
ti：强的碳氮化物形成元素，而且易与o、s、n结合，故为提高钛的吸收率，必须严格控制o、s、n含量，有效钛可提高钢的力学强度。
v：强的碳氮化物形成元素，其碳氮化物提高钢的力学强度显著。
al：强的脱氧元素和降低了钢的脆性转变温度，al与钢中n形成弥散分布的aln粒子，降低时效。
其它元素：严重影响钢的冲压成型性能和使用领域，需严格控制。
本发明方法包括转炉冶炼、rh精炼，连铸、加热、轧制、冷却和卷取工序；所述连铸工序所得板坯化学成分的重量百分含量如上所述。
本发明方法所述加热工序：板坯加热至1180～1240℃。
本发明方法所述轧制工序：粗轧出口温度1020～1060℃，精轧的终轧温度为900～920℃。
本发明方法所述冷却工序：冷却速度为16～20℃/s。
本发明方法所述卷取工序：卷取温度为680～700℃。
本发明方法所述rh精炼工序：钒铁和钛铁在rh真空精炼后期充分铝脱氧后加入，且钒铁先于钛铁加入。
本发明方法所述连铸工序：连铸的拉速≥1.0min。
本发明及其方法的设计思路：通过ti、v复合强化来促进碳、氮化合物析出，减少c、n间隙固溶原子的存在，提高钢的冲压成型性能。同时通过添加少量的钒来替代昂贵的铌或添加少量的钒来大幅度降低钛及锰含量，实现成本降低。
目前if钢按添加元素的不同分为3种：单一添加钛的ti-if钢，单一添加铌的nb-if钢和同时添加钛和铌的nb+ti-if钢。本发明采用超低碳成分设计，保证钢中残留的c、n含量尽可能低；通过添加微量的v，促进钢中形成碳氮化物，并减少ti合金的加入量，降低合金成本；控制钢中的碳、氮、硫、氧含量，同时钒铁和钛铁在rh真空精炼后期充分铝脱氧后加入，且钒铁先于钛铁加入，可提高ti的吸收率和保证有效钛含量；通过控制残余元素提高钢水纯净度降低非金属夹杂物。采用低的板坯加热温度、高温轧制、终轧后快冷、高温卷取等工艺得到细小均匀的铁素体组织和较大的析出物，有利于r值和塑性的提高，从而提高if钢的冲压成型性能和使用领域。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过ti、v复合强化，同时通过添加少量的钒来替代昂贵的铌（或大幅度降低钛及锰含量），能有效的降低成本；具有性能良好、成本低的特点。
本发明采用在超低碳钢中通过添加适量ti和微量v，促进形成碳、氮化合物析出，减少c、n间隙固溶原子的存在，达到if化；通过控制各工序的工艺，在提高ti微合金元素的吸收率的同时保证钢获得优良的冲压成型性能，从而获得了各项性能良好的if钢钢板。本发明方法具有生产成本低，工艺简单，产品综合性能优异等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
本超深冲if钢的生产方法包括转炉冶炼、rh精炼，连铸、加热、轧制、冷却和卷取工序；其中，还可在rh精炼之前先进行lf精炼；所述各工艺的工艺如下所述：
（1）rh精炼工序：钒铁和钛铁在rh真空精炼后期充分铝脱氧后加入，且钒铁先于钛铁加入。
（2）所述连铸工序：连铸二次冷却采用弱冷，连铸的拉速≥1.0min，连铸全程采用保护浇铸。
（3）所述加热工序：采用直装热送入炉，热送温度≥300℃，板坯加热至1180～1240℃，炉内加热时间为100～180min。
（4）所述轧制工序：粗轧过程为可逆式轧制模式，控制轧制5道次，粗轧出口温度1020～1060℃；精轧过程采用7架连续轧机控制轧制，终轧温度为900～920℃。
（5）所述冷却和卷取工序：冷却速度为16～20℃/s，卷取温度为680～700℃。
实施例1：本超深冲if钢的生产方法采用下述具体工艺。
所述if钢成分的质量百分比为：c0.004%，si0.025%，mn0.10%，p0.010%，s0.009%，als0.033%，ti0.055%，n0.0026%，cu0.01%，cr0.02%，ni0.012%，mo0.004%，nb0.002%，v0.015%，b0.0001%，余量为fe及不可避免杂质，cu+cr+ni=0.042%。
所述工艺为：rh真空精炼后期铝脱氧后加入依次钒铁、钛铁；连铸拉速为1.0m/min；板坯热送温度300℃，加热到1231℃，炉内加热时间为150min；粗轧的出口温度为1042℃，精轧的出口温度为908℃；经过16℃/s冷却，卷曲温度为689℃。所得if钢钢卷的屈服强度为225mpa，抗拉强度为290mpa，伸长率50%，非金属夹杂物除d类细夹杂物是1.0级，其他非金属夹杂物含量均是0级。
实施例2：本超深冲if钢的生产方法采用下述具体工艺。
所述if钢成分的质量百分比为：c0.0032%，si0.01%，mn0.13%，p0.008%，s0.005%，als0.048%，ti0.060%，n0.0019%，cu0.01%，cr0.03%，ni0.014%，mo0.003%，nb0.002%，v0.010%，b0.0002%，余量为fe及不可避免杂质；cu+cr+ni=0.055%。
所述工艺为：rh真空精炼后期铝脱氧后加入依次钒铁、钛铁；连铸拉速为1.07m/min；板坯热送温度585℃，加热到1233℃，炉内加热时间为140min；粗轧出口温度为1044℃，精轧出口温度为908℃；经过17℃/s冷却，卷曲温度为686℃。所得if钢钢卷的屈服强度为245mpa，抗拉强度为305mpa，伸长率46%，非金属夹杂物除d类细夹杂物是1.0级，其他非金属夹杂物含量均是0级。
实施例3：本超深冲if钢的生产方法采用下述具体工艺。
所述if钢成分的质量百分比为：c0.0025%，si0.005%，mn0.16%，p0.006%，s0.005%，als0.028%，ti0.065%，n0.0030%，cu0.012%，cr0.02%，ni0.013%，mo0.005%，nb0.002%，v0.005%，b0.0001%，余量为fe及不可避免杂质；cu+cr+ni=0.045%。
所述工艺为：rh真空精炼后期铝脱氧后加入依次钒铁、钛铁；连铸拉速为1.1m/min；板坯热送温度736℃，加热到1211℃，炉内加热时间为100min；粗轧出口温度为1022℃，精轧出口温度为910℃；经过18℃/s冷却，卷曲温度为690℃。所得if钢钢卷的屈服强度为270mpa，抗拉强度为335mpa，伸长率40%，非金属夹杂物除d类细夹杂物是1.0级，其他非金属夹杂物含量均是0级。
实施例4：本超深冲if钢的生产方法采用下述具体工艺。
所述if钢成分的质量百分比为：c0.0012%，si0.011%，mn0.20%，p0.006%，s0.003%，als0.034%，ti0.070%，n0.0038%，cu0.013%，cr0.01%，ni0.012%，mo0.004%，nb0.002%，v0.002%，b0.0001%，余量为fe及不可避免杂质；cu+cr+ni=0.034%。
所述工艺为：rh真空精炼后期铝脱氧后加入依次钒铁、钛铁；连铸拉速为1.01m/min；板坯热送温度627℃，加热到1240℃，炉内加热时间为180min；粗轧出口温度为1060℃，精轧出口温度为903℃；经过20℃/s冷却，卷曲温度为688℃。所得if钢钢卷的屈服强度为290mpa，抗拉强度为350mpa，伸长率35%，非金属夹杂物除d类细夹杂物是1.0级，其他非金属夹杂物含量均是0级。
实施例5：本超深冲if钢的生产方法采用下述具体工艺。
所述if钢成分的质量百分比为：c0.0010%，si0.018%，mn0.15%，p0.013%，s0.008%，als0.042%，ti0.070%，n0.0029%，cu0.050%，cr0.01%，ni0.01%，mo0.020%，nb0.004%，v0.007%，b0.0003%，余量为fe及不可避免杂质；cu+cr+ni=0.07%。
所述工艺为：rh真空精炼后期铝脱氧后加入依次钒铁、钛铁；连铸拉速为1.2m/min；板坯热送温度689℃，加热到1200℃，炉内加热时间为120min；粗轧出口温度为1053℃，精轧出口温度为920℃；经过19℃/s冷却，卷曲温度为695℃。所得if钢钢卷的屈服强度为300mpa，抗拉强度为350mpa，伸长率33%，非金属夹杂物除a类细夹杂物是1.5级，b类粗夹杂物是1.0级，其他非金属夹杂物含量均是0级。
实施例6：本超深冲if钢的生产方法采用下述具体工艺。
所述if钢成分的质量百分比为：c0.0021%，si0.03%，mn0.18%，p0.007%，s0.010%，als0.023%，ti0.058%，n0.0040%，cu0.026%，cr0.02%，ni0.016%，mo0.009%，nb0.005%，v0.012%，b0.0004%，余量为fe及不可避免杂质；cu+cr+ni=0.062%。
所述工艺为：rh真空精炼后期铝脱氧后加入依次钒铁、钛铁；连铸拉速为1.05m/min；板坯热送温度705℃，加热到1240℃，炉内加热时间为170min；粗轧出口温度为1035℃，精轧出口温度为911℃；经过18℃/s冷却，卷曲温度为680℃。所得if钢钢卷的屈服强度为290mpa，抗拉强度为360mpa，伸长率34%，非金属夹杂物除b类细夹杂物是1.5级，d类粗夹杂物是1.0级，其他非金属夹杂物含量均是0级。
实施例7：本超深冲if钢的生产方法采用下述具体工艺。
所述if钢成分的质量百分比为：c0.0017%，si0.022%，mn0.14%，p0.009%，s0.007%，als0.050%，ti0.062%，n0.0034%，cu0.008%，cr0.01%，ni0.050%，mo0.016%，nb0.003%，v0.008%，b0.0005%，余量为fe及不可避免杂质；cu+cr+ni=0.068%。
所述工艺为：rh真空精炼后期铝脱氧后加入依次钒铁、钛铁；连铸拉速为1.15m/min；板坯热送温度600℃，加热到1232℃，炉内加热时间为160min；粗轧出口温度为1038℃，精轧出口温度为916℃；经过16℃/s冷却，卷曲温度为684℃。所得if钢钢卷的屈服强度为250mpa，抗拉强度为310mpa，伸长率45%，非金属夹杂物除d类细夹杂物是1.5级，c类粗夹杂物是1.0级，其他非金属夹杂物含量均是0级。
实施例8：本超深冲if钢的生产方法采用下述具体工艺。
所述if钢成分的质量百分比为：c0.0036%，si0.014%，mn0.12%，p0.010%，s0.006%，als0.020%，ti0.067%，n0.0022%，cu0.011%，cr0.05%，ni0.008%，mo0.012%，nb0.002%，v0.015%，b0.0003%，余量为fe及不可避免杂质；cu+cr+ni=0.069%。
所述工艺为：rh真空精炼后期铝脱氧后加入依次钒铁、钛铁；连铸拉速为1.1m/min；板坯热送温度743℃，加热到1180℃，炉内加热时间为130min；粗轧出口温度为1020℃，精轧出口温度为900℃；经过17℃/s冷却，卷曲温度为700℃。所得if钢钢卷的屈服强度为245mpa，抗拉强度为310mpa，伸长率52%，非金属夹杂物除c类细夹杂物是1.5级，a类粗夹杂物是1.0级，其他非金属夹杂物含量均是0级。