平面各向同性优良屈服强度为180MPa级别的冷轧冲压用钢及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明具体地指一种平面各向同性优良的冷乳冲压用钢及其制造方法，该冷乳冲压用钢为应用于汽车内外部覆盖件。
【背景技术】
[0002]各向同性钢(IS，isotropysteel)具有低 Ar 值(Ar: (ro+r9o_2r45)/2)的特点，成形时材料在各个方向上稳定流动和相互协调，有利于获得良好的加工成形性，尤其对于冲压杯状物件，壁厚减薄均匀且制耳很小，多用于电池壳类、汽车外板件的冲制。当前，具有各向同性特性的产品主要采用0.01?0.05% C设计，屈服强度在220MPa级别、260MPa级别和300MPa级别，无法满足部分成形更为复杂的零件冲压。需要一种深冲性能优良的，同时又具有平面各向同性优良的钢板满足复杂成形的汽车覆盖件的使用。
[0003]目前，冷乳各向同性特性钢板屈服强度在220MPa级别、260MPa级别、300MPa级别。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题就是提供一种平面各向同性优良的冷乳冲压用钢及其制造方法，本发明制备得到的屈服强度为ISOMPa级别的冷乳冲压用钢具有各项同性特性的冷乳产品，冲压性能优良，满足复杂成形的汽车覆盖件的使用。
[0005]为实现上述目的，本发明提供的一种平面各向同性优良屈服强度为ISOMPa级别的冷乳冲压用钢，所述冷乳冲压用钢的原料按重量百分比计为:C: 0.0040?0.0060%、Mn:0.10 ?0.30%、ALs:0.02 ?0.06%、Nb:0.005 ?0.020%、Si < 0.03 %、P < 0.015 %、N <
0.003%、(48/14)%的~<11、且11<0.010%、余量为？6及不可避免杂质。
[0006]进一步地，所述冷乳冲压用钢的原料按重量百分比计为:C:0.0040?0.0060%、Mn:0.10?0.20%、ALs:0.03?0.04%、Nb:0.010?0.015%、S1:0.010?0.020%、P:0.002?0.012%川:0.001?0.003%、(48/14)%的~<11、且11<0.010%、余量为？6及不可避免杂质。
[0007]再进一步地，所述冷乳冲压用钢的原料按重量百分比计为:C:0.0055%、Mn:0.17%、八1^:0.035%、他:0.012%、51:0.012%、卩:0.008%、10.0018%、11:0.008%、余量为Fe及不可避免杂质。
[0008]再进一步地，所述冷乳冲压用钢％().2=180?23010^、抗拉强度1?111=300?38010^、伸长率A8q臟>36%、塑性应变比r9Q > 1.4、加工硬化指数n9Q 2 0.18且Ar < 0.20。
[0009]本发明还提供了一种平面各向同性优良屈服强度为ISOMPa级别的冷乳冲压用钢的制备方法，该方法通过板坯加热、高温乳制、冷却卷取、冷乳、连续退火、平整的六大步骤制备冷乳冲压用钢，其中，
[0010]I)板坯加热过程中，板坯均热温度1260?1320°C;
[0011 ] 2)高温乳制过程中，1100°C开乳，热乳终乳结束温度900?930°C，乳制厚度为3.0?5.0mm
[0012]3)冷却卷取过程中，钢板经喷水冷却到710?730°C进行卷取；
[0013]4)冷乳过程中，钢卷自然冷却到70?室温，酸洗去掉表面氧化铁皮，实施76?80%总压下率进行冷乳，乳制厚度0.6?1.2mm;
[0014]5)连续退火过程中，在连续退火炉均热段钢板温度810?840°C，在缓冷段冷却到600°C后进行快速冷却，快冷段冷却速率-15?-30°C/s，冷却到460?450°C后在过时效段进行处理，过时效段温度为430?400°C;
[0015]6)平整过程中，过时效处理后的钢卷经过机组冷却到室温条件下，降低平整机张力<30吨，通过平整机乳制力实施1.0?1.4%平整延伸率。
[0016]本发明的原料的选择
[0017]本发明的C含量降低(较低碳钢)，提高塑性;钢中保证适当的C，与Nb、Ti结合成二相粒子，有利于控制钢的各向同性。
[0018]本发明添加成本低廉Mn元素，在钢中起到固溶强化的作用，控制钢的强度。
[0019]本发明中S在深冲钢中是有害元素，在钢中形成MnS、TiS等硫化物，应避免S含量过高，P在本钢中作为有害元素控制。
[0020]本发明中Al在深冲钢中是作为脱氧剂加入的，目的主要是去除冶炼时溶在钢液中的氧，另外铝作为定氮剂，可抑制氮在铁素体中的固溶，消除应变时效，提高低温韧性。
[0021]本发明中N的负面影响是造成钢板屈服效应和应变时效，通过较少N元素的含量，以稳定钢板性能稳定。
[0022]本发明添加微量的Ti元素主要用于固定钢中的N元素，按照0.010 %>Ti> (48/14州％进行控制Ti的添加量。
[0023]本发明中Nb元素与C元素生成二相粒子NbC，一方面起到调控钢中C元素的目的，另一方面，适当的均衡分布在钢中的二相粒子有利于控制产品的各向同性。
[0024]本发明工艺的选择，采用1260?1320°C的板坯加热温度，主要用于钢中Nb元素的均衡分布;采用高温的终乳温度和卷取温度，结合高温的连续退火均热保温设置，实现产品高的深冲性能；连续退火采用缓冷600°C以后才开始进行快冷，且快冷结束温度在460-4501的高温点，主要是避免过快的冷却导致钢板各向异性增大;采用430?400°C的过时效段处理有利于钢中C元素分布更为均衡，有利于获得各向同性特性;通过乳制力实施1.2?1.4%的平整延伸率，消除钢板的屈服点延伸，避免钢板0°、45°、90°的^1产生巨大差异，从而最终获得理想的各向同性钢产品。
[0025]本发明的有益效果在于:
[0026]本发明的冷乳冲压用钢屈服强度180MPa级(RpQ.2=180?230MPa，抗拉强度Rm =300?380MPa)，并具有优良的深冲性能(伸长率A8ta >36%,塑性应变比r9Q >1.4,加工硬化指数n90 2 0.18。)，同时具有Ar < 0.20的特点。
[0027]本发明采用符合成分控制要求的铸坯，热乳采用高的板坯加热温度、高温终乳、高温卷取，获得均匀的热乳组织和有利深冲织构，提高最终产品的深冲性能;冷乳采用大冷乳压下率、高温连续退火，获得深冲性能；降低快冷速率在-15?_30°C/s水平，配合温度为430?400°C的过时效处理，达到稳定元素在钢中分布和均衡钢中固溶C的作用，获得各向同性特性;降低平整机张力<30吨，并通过乳制力实现1.0?1.4%的平整延伸率，一方面消除钢板力学拉伸试验的屈服平台现象，另一方面避免大的张力破坏产品的各向同性特性。
【具体实施方式】
[0028]为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
[0029]实施例1
[0030]平面各向同性优良屈服强度为ISOMPa级别的冷乳冲压用钢I，冷乳冲压用钢的原料按重量百分比为:C:0.0050%、Μη:0.20%、ALs:0.04%、Nb:0.010%、S1:0.03%、P:0.010%,N:0.001%,Ti:0.006%余量为Fe及不可避免杂质；该冷乳冲压用钢I通过板坯加热、高温乳制、冷却卷取、冷乳、连续退火、平整的六大步骤制备得到，其中，
[0031]I)板坯加热过程中，板坯均热温度1280°C;
[0032]2)高温乳制过程中，1100°C开乳，热乳终乳结束温度910°C，乳制厚度为3.5mm；
[0033]3)冷却卷取过程中，钢板经喷水冷却到720°C进行卷取；
[0034]4)冷乳过程中，钢卷自然冷却到35°C，开卷酸洗去掉表面氧化铁皮，实施80%总压下率进行冷乳，乳制厚度0.7mm;
[0035]5)连续退火过程中，退火炉均热段钢板温度从820°C缓冷到600°C后进行快速冷却，快冷段冷却速率_15°C/s，冷却到460°C后在过时效段进行处理，过时效段温度为420°C;
[0036]6)平整过程中，过时效处理后的钢卷经过机组冷却到室温条件下，降低平整机张力<30吨，通过平整机乳制力实施1.2%平整延伸率。
[0037]冷乳冲压用钢I的RpQ.2 = 205MPa、抗拉强度Rm=324MPa、伸长率A8Qmm=39%、塑性应变比Γ9ο = 2.1、加工硬化指数n9Q = 0.19，且Ar = 0.18( < 0.20) 0
[0038]实施例2
[0039]平面各向同性优良屈服强度为ISOMPa级别的冷乳冲压用钢2，冷乳冲压用钢的原料按重量百分比为:C:0.0040%、Μη:0.30%、ALs:0.02%、Nb:0.020%、S1:0.013%、P:0.015%、N: 0.002%、T1: 0.008 %，余量为Fe及不可避免杂质；该冷乳冲压用钢2通过板坯加热、冷却卷取、冷乳、高温终乳、高温卷取的五大步骤制备得到，其中，
[0040]I)板坯加热过程中，板坯均热温度1260°C ；
[0041]2)高温乳制过程中，1100°(3开乳，热乳终乳结束温度900°(3，乳制厚度为4.0111111;
[0042]3)冷却卷取过程中，钢板经喷水冷却到710°C进行卷取；
[0043]4)冷乳过程中，钢卷自然冷却到室温，开卷酸洗去掉表面氧化铁皮，实施80%总压下率进行冷乳，乳制厚度0.8mm;
[0044]5)连续退火过程中，退火炉均热段钢板温度从810°C