專利名稱：一種高r值高強IF鋼生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車板生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用熱軋直接退火加冷軋退火的方式生產(chǎn)具有高r值的高強IF鋼的工藝。
背景技術(shù)：
高強IF鋼是在IF鋼中添加一定的強化元素，即保持了超深沖IF鋼的優(yōu)良的沖壓性能又具有高的強度。使用高強IF鋼替代普通IF鋼后，可以減輕汽車重量，降低油耗，所以其汽車行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。1998年-2000年，一汽率先在CA1092五噸中卡上使用BIF340，BH340高強度冷軋板代替Stl3與Stl4。經(jīng)過鋼板抗凹陷性試驗，發(fā)現(xiàn)O. 8mm厚的BIF340與Imm厚的Stl4相比，厚度減薄O. 2mm，前者的抗凹陷性能反而高。2001年奇瑞公司用高強IF鋼B170P1代替SM生產(chǎn)奇瑞風云汽車零件A柱本體、轉(zhuǎn)向柱橫梁和中通道等， 用BIF340高強度IF鋼鋼板替代SM生產(chǎn)前底板都取得了成功。由于高強IF鋼需加入一定量的固溶強化元素磷、錳和硅以達到獲得高強度的目的，但固溶強化元素的加入，使本來純凈的鐵素體基體里有了間隙原子，阻礙了有利于提高r值的深沖織構(gòu)的形成，導致高強IF鋼普遍比普通IF鋼深沖性能差，r值低，一定程度上影響了它的應(yīng)用。專利CN102409225提出一種利用晶粒細化、析出強化和固溶強化機制的超細晶高強IF鋼，該鋼種具有良好的表面質(zhì)量和抗二次加工脆性，屈服強度230 270MPa，抗拉強度410 465MPa,延伸率為34 36. 5%,塑性應(yīng)變比r為I. 6 I. 65。專利CN101348884A提出一種利用P、Mn和Cr的固溶強化，以及Nb的碳氮化物析出強化與細晶強化共同作用的440MPa級高強IF鋼，其抗拉強度彡440MPa，r值彡1.5。專利CN1492068A提出一種抗拉強度為340 440MPa的添加Nb的超低碳冷軋鋼板及其制造方法，P含量較低，主要通過Nb的細化晶粒作用，以及Nb的碳氮化物析出強化，達到高強度，并可得到良好的復合成形性和焊接部位成形性，帶鋼全長性能均勻。以上高強IF鋼專利均采用熱軋、冷軋、退火、平整工藝生產(chǎn)，且熱軋終軋溫度在890°C以上，冷軋壓下率為60 90%，退火一般采用連退退火方式，退火溫度彡800°C。專利CN101693253介紹了一種鐵素體區(qū)軋制高強IF鋼的方法，通過在普通Nb+Ti-IF鋼中添加P、Mn、Cr、Mo等固溶強化元素，在粗軋采用奧氏體區(qū)軋制，粗軋壓下率為40%，精軋采用鐵素體區(qū)軋制，終軋溫度< 780°C，再經(jīng)過層流冷卻后進行卷取，卷取溫度為600°C。從上述專利可以看出，無論采用添加強化元素的方法，還是采用細化晶粒的方法，高強IF鋼r值都處于比較低的水平。專利1071959A提出使用織構(gòu)預處理方法提高IF鋼r值，在此專利中，不需要改變IF鋼的化學成分，只是在傳統(tǒng)的IF鋼生產(chǎn)工藝中，在熱軋后增加織構(gòu)預處理工藝，即壓下率為40 90%的冷變形和退火，使鋼板在冷軋前就具有了強烈的(111)織構(gòu)，再進行冷軋和退火后，獲得極高的r值。發(fā)明的實施例子中，對比了傳統(tǒng)工藝與織構(gòu)預處理工藝生產(chǎn)IF鋼的成形性能，其中傳統(tǒng)工藝下IF鋼r值為2. 4，而織構(gòu)預處理工藝下r值為3. 25。關(guān)小軍等人在《一種極高r值的高強IF鋼板的研究》一文中，采用熱軋卷取一織構(gòu)預處理一冷軋一連續(xù)退火一再次連續(xù)退火的新工藝，熱軋壓下率為87. 2%，終軋溫度為910°C，卷取溫度750°C，織構(gòu)預處理工藝參數(shù)為加熱溫度870°C，加熱時間270s。冷軋和退火工藝參數(shù)為壓下率90%，均熱溫度910°C，均熱時問120s。再次退火工藝參數(shù)為均熱溫度870°C，均熱時間120s。采用此工藝生產(chǎn)的高強IF鋼，抗拉強度達340MPa，r值高達2. 85。從上述文獻可以看出，采用織構(gòu)預處理的確可以提高普通IF鋼和高強IF鋼的r值，但因為比常規(guī)的生產(chǎn)工藝增加了 2 3個工序，延長了生產(chǎn)周期，增大了能耗，生產(chǎn)成本高，限制了其的實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在采用普通成分的高強IF鋼，通過結(jié)合低溫精軋與熱軋直接快速在線退火工藝，提出一種簡化工序的高r值高強IF鋼生產(chǎn)工藝，從而提高高強IF鋼成形性能和
質(zhì)量。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下采用普通的340MPa級P-Mn系高強IF鋼，生產(chǎn)工藝示意圖如圖I所示，具體表述如下經(jīng)過冶煉、鍛造，制成小鋼坯，加熱溫度為1050 1100°C，經(jīng)粗軋和精軋，精軋開始溫度為850°C，終軋溫度為550 700°C，精軋壓下率為70 90%，帶鋼出精軋后，直接進入在線退火爐，快速加熱至810 830°C的在線退火溫度，加熱速率為30°C /s_50°C /s,保溫10 20s,經(jīng)過噴氣冷卻至650 700°C的卷取溫度。熱軋板經(jīng)過酸洗，冷軋成薄帶，冷軋壓下量75 85%。冷軋薄帶經(jīng)過連續(xù)退火，加熱速度為5°C /s 10°C /s，保溫溫度為810 830°C，保溫時間為100 180s。高r值高強IF鋼制備方法原理如下鋼板的塑性應(yīng)變比r值是衡量其深沖性能的重要指標，有研究表明，r值大小主要與晶粒的擇優(yōu)取向(即織構(gòu))有關(guān)，當鋼板的{111}織構(gòu)越強，{100}織構(gòu)越弱時，r值越高。在化學成分給定的情況下，r值主要與鋼板的生產(chǎn)工藝有關(guān)。如果高強IF鋼鋼板終軋溫度在奧氏體區(qū)，奧氏體軋制織構(gòu)經(jīng)過奧氏體再結(jié)晶和奧氏體-鐵素體相變，熱軋板沒有特別的擇優(yōu)取向，熱軋織構(gòu)散漫。在本發(fā)明中，高強IF鋼鋼板精軋階段處于鐵素體區(qū)，特別是精軋最后兩個道次在650°C以下，處于鐵素體未再結(jié)晶區(qū)，累積變形量為40%以上，則軋制完成后，晶粒為拉長的鐵素體晶粒，內(nèi)部的儲能為下一步的在線快速退火提供了可能。高強IF鋼鐵素體未再結(jié)晶區(qū)熱軋后的織構(gòu)與冷軋織構(gòu)類似，以{111}//ND、<110>//RD織構(gòu)為主。熱軋后的在線快速退火，由于加熱速度快，而且變形的鐵素體晶粒內(nèi)的儲能聞，鐵素體再結(jié)晶驅(qū)動力大，使得鐵素體再結(jié)晶在短時間內(nèi)完成，將熱軋后形成的{111}//ND、〈110>//RD織構(gòu)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的{111}〈112>、{111}<110>再結(jié)晶織構(gòu)，并保存至熱軋板。在高強IF鋼冷軋時，由于熱軋板具有穩(wěn)定的{111}〈112>、{111}〈110〉織構(gòu)，這種織構(gòu)在冷軋過程中被保留下來，而且有部分{110}〈001〉織構(gòu)晶粒繼續(xù)在冷軋中轉(zhuǎn)化成{111}//ND、〈110>//RD冷軋織構(gòu)，并在后續(xù)的常規(guī)退火過程中，發(fā)生冷軋織構(gòu)的轉(zhuǎn)變，形成更高密度的{111}〈112〉、{111}〈110〉退火織構(gòu)，因此，采用這種低溫鐵素體未再結(jié)晶區(qū)熱軋，在線快速退火、冷軋和退火的生產(chǎn)工藝，制造出的鋼板具有高的{111}退火織構(gòu)，從而具有高的r值。
本發(fā)明的應(yīng)用效果本發(fā)明是在不改變高強IF鋼成分的前提下，通過低溫熱軋，在線快速退火、冷軋和退火工藝，獲得了高r值的高強IF鋼。與常規(guī)高強IF鋼生產(chǎn)工藝相t匕，只是在熱軋與卷取工藝之間，利用精軋后余熱，增加了快速補充加熱和短時間保溫的工序，就可以提高熱軋板{111}織構(gòu)密度，最終帶來產(chǎn)品深沖性能的改善。與其他提高r值的工藝相比，有兩個特點，一個是充分利用了低溫精軋形成的鐵素體冷軋織構(gòu)，并為后續(xù)的在線快速退火提供了再結(jié)晶驅(qū)動力；另一個是在線快速退火工藝，將退火與熱軋工序相連接，利用了精軋后的余熱，起到了節(jié)能的作用。該發(fā)明工藝簡單，易于實施，在保證一定強度和延伸的基礎(chǔ)上，顯著提高了高強IF鋼的r值，為高強IF鋼用于難沖壓件生產(chǎn)提供了可能。


圖I為本發(fā)明的高r值高強IF鋼生產(chǎn)工藝示意圖。圖2為高r值高強IF鋼金相組織圖。其中(I)為熱軋+快速在線退火后金相組織，(2)為退火板金相組織。
具體實施方案本發(fā)明實施的高強IF鋼成分如表I所示。表I本發(fā)明具體實施例鋼的化學成分(wt%)
權(quán)利要求
1.ー種高r值高強IF鋼生產(chǎn)エ藝，其特征在于采用普通的340MPa級P-Mn系高強IF鋼，加工步驟如下 1)加熱溫度為1050 1100。。； 2)熱軋分為粗軋和精軋兩個階段，其中對粗軋軋制溫度與壓下率沒有特別的要求，精軋溫度為850 550°C，精軋壓下率為70 90% ； 3)帶鋼出軋機后直接進入在線退火爐，進行在線快速退火，在線退火溫度為800 820 0C ； 4)帶鋼出退火爐后進行快速冷卻，冷卻至650 700°C的卷取溫度，卷取成熱卷； 5)帶鋼冷軋壓下量75 85%； 6)連續(xù)退火エ藝的加熱速度為5°C/s 10°C /s，保溫溫度為810 830°C，保溫時間 為 100 180s。
2.按照權(quán)利要求I所述的高!■值高強IF鋼生產(chǎn)エ藝，其特征在于所述步驟2)中，精軋開始溫度要低于850°C，即高強IF鋼的鐵素體-奧氏體相變溫度，精軋終止溫度要低于650°C，即高強IF鋼鐵素體再結(jié)晶溫度。
3.按照權(quán)利要求I所述的高!■值高強IF鋼生產(chǎn)エ藝，其特征在于所述步驟2)中，精軋階段650°C以下，至少進行兩道次軋制，累積壓下率大于40%。
4.按照權(quán)利要求I所述的高!■值高強IF鋼生產(chǎn)エ藝，其特征在于所述步驟3)中，帶鋼出精軋后，直接進入在線退火爐，在線快速退火的加熱速度為30°C /s-50°C /s，保溫時間10 20s。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車板生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高r值高強IF鋼生產(chǎn)工藝。采用P-Mn復合添加的340MPa級高強IF鋼，經(jīng)熱軋，低溫精軋，利用軋后高溫直接在線快速退火，然后快冷至卷取溫度，再經(jīng)過冷軋、退火的生產(chǎn)工藝，獲得抗拉強度355MPa和軋向r值2.75的鋼板。熱軋精軋溫度為850～550℃，精軋壓下率為70～90%，精軋階段650℃以下，兩道次以上軋制，累積壓下率大于40%，在線退火加熱速度為30℃/s-50℃/s，退火溫度為800～820℃，保溫時間為10～20s,卷取溫度為650～700℃，冷軋壓下量75～85%，連續(xù)退火工藝的加熱速度為5℃/s～10℃/s，保溫溫度為810～830℃，保溫時間為100～180s。
文檔編號C21D8/02GK102816975SQ20121032466
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者蘇嵐, 王澤漢, 陳銀莉, 王先進, 唐荻 申請人:北京科技大學