一种350MPa级厚规格热镀锌钢及生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种镀锌钢及生产方法，具体地属于一种350MPa级厚规格热镀锌钢 及生产方法，其钢板的厚度规格为2. 5~3. 0_。
【背景技术】
[0002] 为满足汽车轻量化和整车耐腐蚀性能的需求，以挂车为代表的商务车选材普遍采 用高强度厚规格冷乳热镀锌板替代热乳板。同时，在钢结构、建筑等行业对刚度、美观与安 全的要求日益提高，必然引领具备高刚度、高表面质量、优异耐腐蚀性能的高强度厚规格冷 乳热镀锌钢的市场应用需求。
[0003] 现有技术和产品大多采用高C、Si、Μη等固溶强化元素以实现高强度，必然带来表 面质量和焊接性能的恶化；部分产品利用冷硬态加工硬化、控制回复再结晶程度实现高强 度，但产品成型性能和性能均匀性恶化。同时，采用美钢联法立式退火炉生产2. 5_厚度规 格以上存在通板风险。
[0004] 经检索，中国专利申请号为CN103146998Α的文献，披露了一种400MPa级以 上镀锌高强结构钢，其基板成分包括C:0. 06-0. 10%、Μη:0. 4-1. 0%、Si:0. 10-0. 30%、P: 彡 0· 015%、S:彡（λ015%、Als:0· 02-0. 05%、Nb:0· 01-0. 05%、其余为Fe，其采用Nb微合金化 晶粒细化和析出强化机理，但其成分Si含量较高，由于"Sandelin效应"恶化厚锌层表面质 量，且由于采用美钢联法立式退火炉生产，导致生产2. 5~3. 0mm厚规格存在困难。
[0005] 中国公布号为CN102676759的专利文献，公开了控制退火温度生产390-500MPa 结构级镀锌产品。其通过控制产品回复再结晶程度，以实现不同强度级别目的，退火温度在 580-650°C范围内。其产品组织因为未完全再结晶状态，故不能保证组织、性能的均匀性，不 适应于辊压成形用地板等零件的制造；且该专利提及的产品厚度规格上限为2. 0mm，针对 替代热乳板的高强度热镀锌板厚度规格在2. 5-3. 0mm范围，无法通过该专利生产方法实现 退火温度的精准控制。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术存在的不足，提供一种厚度在2. 5~3. 0mm，具有优异的弯曲成 形性能、镀层重量在275g/m2的厚锌层表面质量和性能均匀性的350MPa级厚规格热镀锌钢 及生产方法。
[0007] 实现上述目的的措施： 一种350MPa级厚规格热镀锌钢，其组分及重量百分比含量为：C:0. 07~0. 10%，Si: 0 ~0· 03%，Μη:0· 4 ~0· 8%，P:〈0· 015%，S:〈0· 012%，A1 :0· 04 ~0· 06%，Nb:0· 03 ~0· 05%， 其余为Fe及不可避免的杂质。
[0008] 生产一种350MPa级厚规格热镀锌钢的方法，其步骤： 1) 经铁水脱硫后进行转炉冶炼，并控制出钢温度不低于1670Γ; 2) 进入氩站进行处理，并控制氩流量在40~60Nm3/h，处理时间为不少于7min; 3) 采用氩封保护饶铸，控制拉还速度在1. 1~1. 3m/min; 4) 对铸坯加热，加热温度控制为1200~1300°C; 5) 进行热乳，其中：控制粗乳道次为5~12道次，精乳道次为7道次，终乳温度控制在 860 ~920。。； 6) 进行卷取，控制卷取温度在550~650°C; 7) 经风冷冷却后进行冷乳，冷乳总压下量控制在不低于65% ; 8) 采用改良森吉米尔法进行热镀锌，其中： 在热镀锌加热炉的预热段及直燃段，控制空气与燃气的比例系数在0. 95-0. 98 ;在辐 射管加热段、均热段及喷冷段是在保护气体的作用下进行退火和还原处理，其退火温度为： 出直燃段温度为700~790°C，出辐射管加热段温度为780~820°C，均热段温度为780~ 820°C，入锌锅温度为460~500°C;并控制钢带运行速度在48-54m/min内任意一个值固定 运行；同时控制气刀与锌锅液面间距在400~600mm，控制气刀与钢板间距在10-20mm，气刀 压力控制在200~400mbar; 9) 自然冷却至室温后待用。
[0009] 本发明各元素的作用及机理 C:碳是最有效的间隙固溶强化元素，因此随着碳含量的增加，钢种强度明显增加，但 其韧性、塑性性能恶化。钢种含碳量对热镀锌有显著的影响，含碳量越高，铁-锌反应就愈 剧烈，铁的损失愈大，钢基参加反应愈剧烈，即铁-锌合金层变得愈厚而使镀锌层附着力变 差。随着钢种碳含量的增加，其屈服强度和抗拉强度也相应增大，特别是碳在组织中以渗碳 体(或珠光体)形式存在时能产生很大的相变强化作用。各种试验结果表明，钢中每增加〇. 1%碳含量，其屈服强度平均提高28MPa、抗拉强度平均提高70MPa。
[0010] Si:硅为置换固溶强化元素，但高硅含量易在表面被氧化生产Si02引起圣德林效 应，形成灰色镀层使粘附性变差。与铁比较，往平衡氧分压低的钢中添加Si等元素时，由于 退火时添加元素会通过选择氧化，富集在钢扳表面，这些在表面形成的氧化物会妨碍与锌 液的粘着性。在粘着性差的情况下，就会发生所谓的"镀不上锌"（影响产品外观质量），因 此，作为Μη的替代元素，Si和Cr等元素不适合添加在热镀锌钢板中。因此，必须控制硅含 量在较小的范围内。
[0011] Μη:锰是铁素体置换固溶元素，通过固溶强化提高钢的强度。
[0012]Ρ:-般情况下，磷作为残余元素存在于钢中、是钢中有害元素。磷含量较多时，容 易发生成分偏析、在晶界处偏聚，钢容易发生冷脆。
[0013]S:硫是钢种的有害元素，锰的添加可以与硫形成具有塑性的MnS夹杂，减轻硫的 有害影响，但MnS会引起热乳钢板横向韧性差的问题。并且钢种采用低锰合金设计，必须严 格限制硫含量 A1:铝的加入是低碳钢最有效的脱氧方式。铝与钢中氮形成A1N，弥散的A1N阻止奥氏 体再结晶，细化了转变后的晶粒。但对于低碳铝镇静钢，随着Als的增加，钢中夹杂物数量 增多，夹杂物尺寸也将变大，钢质变差，恶化钢的冲压加工性能和镀层附着性能。
[0014]Nb:Nb为微合金化元素，其作用机理主要是通过细化晶粒和沉淀析出强化来提高 钢的强度，是强烈的碳、氮化合物形成元素，在钢中主要以Nb(C、N)