专利名称：冷轧双相钢的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冲压成型高强度C-Mn系冷轧双相钢的生产工艺。
过去工业生产的冲压成型用钢，为满足延性要求，致强度降至330N/mm2以下。由于强度低，零件壁厚，耗费钢材大，尤其用于汽车工业，使汽车自重增加，油耗增大。近些年使用了高强度低合金钢，虽然强度提高，零件壁厚减薄，减轻了零件重量，但延性不好，δ5一般在24%以下，冲压时易于开裂，增加了汽车生产成本。双相钢是七十年代发展的汽车新材料，美日等工业发达国家都投入较大力量组织研究，并推广应用。一般普碳钢和低合金钢组织为铁素体和珠光体。研究的双相钢组织为铁素体和马氏体。
在本发明之前，世界上冷轧双相钢的成份和生产工艺，如1981年《Iron and Steel International》第54集第2期“Dual Phase Steelsa product for the eighties”第89页上介绍美国内陆钢厂用si、p含量较高的低碳铝镇静钢，经淬火～回火～矫平工艺获得冷轧双相钢，但其力学性能不过是σs为415/448N/mm2、σb为596/650N/mm2、δ5%为21/26，如此复杂的冷却工艺制度所得到的δ5%与普通低合金钢相似，性能提高极其有限;日本川崎公司采用加入贵金属元素Cr的碱性低碳铝镇静钢，用喷水汽的冷却方法生产冷轧双相钢、其力学性能σs为196/354N/mm2、σb为374/760N/mm2、δ5%为28/42，虽然塑性提高较多，但加入贵金属元素增加了钢的生产成本;喷水汽的冷却制度不仅在大生产中难以控制，而且板型质量难以保证;其所要求控制设备良好而精确，喷水汽常因水珠大小不均，在钢板表面形成蒸汽膜，影响钢板局部冷却，喷水汽量过大又易导致马氏体过多，使钢的延性降低，不利冲压，喷水汽不足，则不能形成双相。
国外生产冷轧双相钢所用的退火炉一般有二种，一种用罩式退火炉，一种用长型连续退火炉。用罩式退火炉周期长，板形也不如连续退火炉好;用长型连续退火炉板型好，生产周期短，但基建投资大，不适合一些中小型企业采用。
本发明的目的之一在于研制一种成份异常简单的C-Mn系冷轧双相钢，本发明的另一目的是提供一种简单的生产工艺热处理时不需要退火周期长的罩式炉和复杂的长型连续退火炉。
本发明的双相钢是根据国际常规冶炼低合金钢的方法进行冶炼，其化学成份按重量百分比为，C0.04～0.12;Mn1.0～1.8;Si0.3～0.6;S≤0.04;P≤0.04;余量为铁和矿石、废钢中带来的Cu。
本发明的冷轧双相钢是用马氏体组织来强化钢材，因此不需要用昂贵的Cr、Ni、Mo元素，而用廉价的Mn元素作为产生双相组织的促成剂，控制钢中C、Mn元素，便可促成双相形成，有效地提供强度与塑性。C是形成马氏体组织和增加马氏体数量极有效的因素，本发明加入C为0.04～0.12%，是根据Fe-C平衡图，用杠杆定律计算出来的。当C小于0.04%时，一般冶炼厂不易冶炼;大于0.12时又易出现带状组织，影响钢材横向性能。
本发明中加入Mn为1.0～1.8%，其目的利用Mn抑制奥氏体转变，将奥氏体推迟到中温区转变为马氏体形成双相组织，若含量中Mn小于1.0%时会有珠光体出现不能构成双相;若Mn大于1.8%时，马氏体数量增多，降低塑性而不利冲压。
本发明的冷轧双相钢钢中Si是固溶强化元素，且可使Ac3线斜率增大，从而使热处理温度在较宽的范围内保证马氏体的百分含量，Si＜0.3%强化效果减弱，且要保证马氏体含量，热处理温度范围窄，大生产不易控制，Si＞0.6%强化效果高，给冲压成型带来困难。
本发明的冷轧双相钢钢中S、P元素无需特意加入，冶炼时加以控制便可达到S≤0.04%，P≤0.04%，S、P含量越低对性能有利。
本发明的冷轧双相钢生产工艺是在上述成份范围内，按通常低合金钢冶炼制度冶炼，连铸或模铸方法得到板坯、经1200～1250℃加热热轧、冷轧成的钢卷以15～30米/分速度进入带有干氢和氩气保护的卧式连续退火炉，(保护气体中干氢占5～10%，其余为氩气)其特征是冷轧板在炉头1～2分钟内加热至800～960℃，随即在110～150米长的730～780℃均热段均热4～10分钟，出炉后以20～30℃/分速度吹风冷却至室温，便可获得双相组织。热处理后的钢板即可包装入库。这种钢板厚度从1mm到0.7mm，其性能σs为280/330N/mm2，σb为520/580N/mm2、δ10%为35/39。
下面用实例对本发明加以说明例一将C0.11%，Mn1.29%，Si0.45%，P0.03%，S0.02%的模铸坯，在1200～1250℃加热后，热轧成2.5mm厚的热轧卷，再冷轧至1.0mm，冷轧板以25米/分的速度进入带有干氢和氩气保护的卧式连续退火炉，保护气体中干氢占6%，氩气占94%。钢板在炉头1.1分钟内加热到940℃，随即在150米长730℃的均热段均热6分钟，出炉后以28℃/分速度吹风冷却至室温。其力学性能σs为320N/mm2、σb为560N/mm2、δ10%为35。冲压零件按YB710-65级标准衡量，合格率达100%，若按GB214-65级标准衡量合格率达98%。
例二将C0.07%，Mn1.45%，Si0.41%，P0.03%，S0.005%的连铸坯，经热轧、冷轧至0.7mm，冷轧后钢板以20米/分的速度进入带有干氢和氩气保护的卧式连续退火炉，保护气体中干氢占10%，氩气占90%;钢板在炉头1.9分钟内加热至800℃，随即在120米长760℃均热段均热6分钟，出炉后以20℃/分速度鼓风冷却至室温。该钢力学性能σs为330N/mm2、σb580N/mm2、δ10为36%，按例一的标准冲压零件，合格率分别是100%和98%。
例三将C0.07%，Mn1.45%，Si0.41%，S0.015%，P0.025%的连铸坯，经热轧、冷轧、至0.8mm，钢板以15米/分的速度进入带有干氢和氩气保护的卧式连续退火炉，保护气体中干氢占8%，氩气占92%;钢板在炉头1.4分钟内加热至850℃，随即在110米长780℃均热段均热7.3分钟，出炉后以25℃/分速度吹风冷却至室温。该钢用于冲压汽车车门外板、壁厚0.8mm，与目前国内所用08Al钢板冲压壁厚需1.0mm，两者相比用本发明的双相钢，可节约钢材20%，车门外板也减重20%左右。
比较例一本发明的冷轧双相钢、与美国、日本的冷轧双相钢比较见表1
从比较例中看出，本发明的冷轧双相钢成份简单，生产工艺简便。从成品板的力学性能看出我们的钢板比美国的延伸率高、并具有冲压钢要求的低屈服强度;与日本的相比较，在同等强度级别条件下，本发明的延伸率比日本高。
本发明的冷轧双相钢由于强度高，作冲压件可节约钢材10～20%，用于制造汽车构件可减轻车自重，降低行车油耗，同时由于冷轧双相钢还抗碰撞，运行时安全可靠，是汽车用钢的优越钢材。本发明的冷轧双相钢最适合于作高强度冲压成型用钢。
权利要求
一种冷轧双相钢的生产工艺，其化学成份按重量百分比为，C0.04～0.12；Mn1.0～1.8；Si0.3～0.6；S、P≤0.04；余量为铁和矿石、废钢中带来的Cu，按通常低合金钢冶炼制度冶炼、经热轧、冷轧成钢卷以15～30米/分速度进入带有干氢和氩气保护的连续退火炉，其特征是冷轧板在炉头1～2分钟内加热至800～960℃，再经110～150米长730～780℃均热段均热4～10分钟，出炉后以20～30℃/分速度风冷至室温。
全文摘要
本发明涉及一种C-Mn系冷轧双相钢的生产工艺。即用Mn作促成马氏体组织形成元素的热轧带钢，冷轧后以15×30米/分速度进入有干氢和氩气保护的卧式连续退火炉，钢板在炉头1～2分钟内加热至800～960℃，再经110～150米长730～780℃的均热段。出炉后以20～30℃/分速度风冷至室温。该钢性能达到σ
文档编号C21D8/04GK1043528SQ8810859
公开日1990年7月4日 申请日期1988年12月12日 优先权日1988年12月12日
发明者刘嘉苓, 文慕冰, 刘陵生, 刘善树, 刘衔柄 申请人:武汉钢铁公司