抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)度鋼。其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為：C:0.0018?0.0026%,Si：0.061?0.070%,Mn:0.50?0.60%,P:0.050?0.058%,S彡0.003%,Als:0.015?0.030%,Nb：0.034?0.039%,Ti:0.030?0.038%,N^0.003%,0^0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)方法，依次包括以下步驟：鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐冶煉，爐外精煉，連鑄，精整，板坯加熱，熱連軋，層流冷卻，卷取，酸洗+冷連軋，連續(xù)退火+熱鍍鋅，光整，精整，其中，所述爐外精煉時(shí)真空處理的時(shí)間為30?40min，板坯加熱溫度為1240?1260°C，終軋溫度為920?940°C，卷取溫度為710?730°C。該鋼具有高強(qiáng)度的力學(xué)性能和良好的成形性、高的有利織構(gòu)含量、良好的耐蝕性及較好的表面質(zhì)量要求。
【專利說(shuō)明】抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼及其生 產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于轎車用鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件 用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代轎車結(jié)構(gòu)、性能和技術(shù)的重要發(fā)展方向是減重、節(jié)能、降低排放和提高安全 性。轎車的車身重量和能源消耗成線性關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車重量每降低10%則燃油效率可 提高6?8%。汽車減重的途徑之一就是車身用材料的減薄或鋁、鎂等輕質(zhì)材料的應(yīng)用。但 是，必須首先提高材料的強(qiáng)度，保證制件的可靠性。高強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)應(yīng)用，滿足了汽車生 產(chǎn)的這種需要。國(guó)外汽車車身應(yīng)用高強(qiáng)度鋼板已相當(dāng)普遍，約占車身用鋼板總質(zhì)量的70%， 主要用在車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李箱蓋、保險(xiǎn)杠、車架等沖壓件中；同時(shí)，隨著汽車對(duì)抗腐蝕性 的要求，熱鍍鋅板也越來(lái)越廣泛的用于汽車車身覆蓋件的內(nèi)、外板。因此，汽車用鋼板向經(jīng) 過(guò)涂鍍處理的高強(qiáng)化方向發(fā)展，既具有高強(qiáng)度、又有良好耐蝕性的轎車外覆蓋件及內(nèi)部復(fù) 雜結(jié)構(gòu)件用熱鍍鋅高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
[0003] 抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)成形性優(yōu)良的熱鍍鋅高強(qiáng)度鋼兼有較高的強(qiáng)度和良好的成形 性能、高的有利織構(gòu)含量，以及優(yōu)異的耐蝕性和抗沖撞性，因此越來(lái)越多的用于車身的外覆 蓋件和內(nèi)部結(jié)構(gòu)件等變形較復(fù)雜、強(qiáng)度要求較高的零件，逐漸成為汽車車身用鋼的主流。國(guó) 內(nèi)外的一些鋼鐵企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)也正在開展此類產(chǎn)品的研究工作，以滿足汽車工業(yè)的需 要。
[0004] 本發(fā)明之前，申請(qǐng)?zhí)枮?00810012978. 4的中國(guó)發(fā)明專利，公開了"一種高強(qiáng) 度表面質(zhì)量好的全硬熱鍍鋅鋼板及其生產(chǎn)方法"，該鋼的化學(xué)成為：C :0. 02?0. 15%， Si彡0· 05%，Mn :0· 15?I. 50%，Ti和（或）Nb :0· 02?0· 10%，其余為Fe和不可避免的 雜質(zhì)。該專利發(fā)明的熱鍍鋅鋼板具有良好的耐蝕性，但其成型性能較差，只能用于制作形狀 簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)件，而且其表面質(zhì)量較差，不能用于制作轎車的外覆蓋件。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?01210338992. X的中國(guó)發(fā)明專利，公開了 "一種汽車用熱鍍鋅鋼板及 其生產(chǎn)方法"，該鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C :0.001?0.003%，Mn :0.05?0. 15%， Si 彡 0· 03%，P 彡 0· 02%，S :0· 008 ?0· 015%，Alt :0· 02 ?0· 07%，Ti :0· 05 ?0· 09%， B :0. 002?0. 010%，N < 0. 004%，余量為Fe和微量元素。該專利發(fā)明的汽車用熱鍍鋅鋼 板具有良好的耐蝕性和成形性能，但該汽車用熱鍍鋅鋼板強(qiáng)度較低，不能夠滿足車身輕量 化的要求,且合金含量高,生產(chǎn)成本偏高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是，為滿足轎車輕量化對(duì)車身外覆蓋件和復(fù)雜結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度、高成形 性能、高表面質(zhì)量和耐蝕性的技術(shù)要求，充分利用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備條件，開發(fā)出一種抗拉強(qiáng) 度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)度鋼。該鋼具有高強(qiáng)度的力學(xué)性能和良好的成形 性、高的有利織構(gòu)含量、良好的耐蝕性及較好的表面質(zhì)量要求。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼，其 化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為：C :0· 0018?0· 0026%，Si :0· 061?0· 070%，Mn :0· 50? 0. 60%, P :0. 050 ?0. 058%, S 彡 0. 003%, Als :0. 015 ?0. 030%, Nb :0. 034 ?0. 039%， Ti :0. 030?0. 038%，N < 0. 003%，0 < 0. 002%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0008] 優(yōu)選地，該鋼化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為：C :0.0020?0.0022%，Si :0.063? 0. 067%，Mn :0. 55 ?0. 57%，P :0. 053 ?0. 057%，S 彡 0. 003%，Als :0. 019 ?0. 025%， Nb :0· 034 ?0· 039%，Ti :0· 030 ?0· 038%，N < 0· 003%，0 < 0· 002%，余量為 Fe 及不可 避免的雜質(zhì)。
[0009] 本發(fā)明所述抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法，依次 包括以下步驟：
[0010] 鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐冶煉，爐外精煉，連鑄，精整，板坯加熱，熱連軋，層流冷卻，卷取，酸 洗+冷連軋，連續(xù)退火+熱鍍鋅，光整，精整，其中，所述爐外精煉時(shí)真空處理的時(shí)間為30? 40min，板坯加熱溫度為1240?1260°C，終軋溫度為920?940°C，卷取溫度為710?730°C。
[0011] 優(yōu)選地，所述退火加熱溫度為820?840°C，退火保溫時(shí)間為45?55s，冷卻速度 為 40 ?55°C /s。
[0012] 進(jìn)一步地，所述熱鍍鋅時(shí)帶鋼入鋅鍋溫度為455?465°C。
[0013] 再進(jìn)一步地，所述光整延伸率為0· 90?L 20%。
[0014] 下面對(duì)本發(fā)明的抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)度鋼的理想化學(xué) 成分和工藝控制原理進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015] ⑴化學(xué)成分
[0016] 碳通過(guò)間隙固溶強(qiáng)化，可顯著提高鋼的強(qiáng)度，但是鋼中的碳含量高對(duì)成形性能極 為不利。故將其含量限定在0. 0018?0. 0026%范圍，優(yōu)選為0. 0020?0. 0022%。
[0017] 硅有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化效果，可提高鋼的強(qiáng)度，但是鋼中加入過(guò)多的硅元素不僅對(duì) 成形性能不利，而且影響熱鍍鋅后的表面質(zhì)量。所以，將其含量限定在0. 061?0. 070%范 圍，優(yōu)選為〇· 063?0· 067%。
[0018] 錳也是固溶強(qiáng)化元素，可提高鋼的強(qiáng)度，但較高的錳含量對(duì)成形性能不利，尤其是 鋼中的固溶碳、氮原子較多時(shí)，錳對(duì)成形性能的嚴(yán)重?fù)p害是由于錳與間隙原子之間的交互 作用而導(dǎo)致的。在本發(fā)明鋼中，由于碳、氮原子完全被固定，所以錳的不良影響減少?？紤] 到實(shí)際情況，所以，將其含量限定在〇. 50?0. 60%范圍，優(yōu)選為0. 55?0. 57%。
[0019] 磷是固溶強(qiáng)化元素，是提高鐵素體強(qiáng)度最高的元素。鋼中加入適量的磷元素，其在 提高鋼的強(qiáng)度的同時(shí)，不降低鋼的成形性能。但是，較高的磷元素會(huì)使有利織構(gòu)減弱，降低 鋼的r值?？紤]磷元素對(duì)鋼性能的綜合影響，將其限定在0. 050?0. 058%范圍內(nèi)，優(yōu)選為 0. 053 ?0. 057%。
[0020] 鋁是作為脫氧劑加入的，保證鋼水的純凈，但過(guò)多的鋁含量會(huì)形成氧化鋁夾雜。綜 合考慮鋼中Als含量控制在0. 015?0. 030%之間，優(yōu)選為0. 019?0. 025%。
[0021] 鈦、鈮是強(qiáng)C、N化物形成元素，鋼中加入鈦和鈮的目的是固定鋼中的間隙原子C和 N，凈化鐵素體基體，從而使本發(fā)明鋼種具有良好的成形性能。同時(shí)，鈮、鈦的加入可起到析 出強(qiáng)化和細(xì)化晶粒的作用，并且鈮、鈦的復(fù)合添加利于鋼板表面的熱鍍鋅。所以，將其含量 限定在鈮：〇· 034 ?0· 039% ;鈦：0· 030 ?0· 038%。
[0022] 硫在本發(fā)明鋼中屬于控制元素，其含量越低越好，考慮到實(shí)際冶煉成本。故將鋼中 硫含量控制在〇. 003%以下。
[0023] 氮在鋼中是有害元素，影響鋼的成形性能。故將其含量控制在0.003%以下。
[0024] 氧在本發(fā)明鋼中屬于控制元素，其含量越低越好，較高的氧含量會(huì)增加鋼中的夾 雜物含量，影響鋼的成形性能和表面質(zhì)量，考慮到生產(chǎn)時(shí)間，將其含量限定在0.002%以下。
[0025] 本發(fā)明采用相對(duì)其它專利更低的合金成本設(shè)計(jì)，既保證了鋼板具有較高的強(qiáng)度， 又保證了鋼板具有良好的成形性能、高的表面質(zhì)量、良好的耐蝕性能，并且鋼板表面具有良 好的鋅層附著性。
[0026] (2)生產(chǎn)工藝
[0027] 本發(fā)明鋼的生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉，采用脫硫鐵水，硫含量要求越低越 好，精確控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳、氧及磷和硫含量，并保證碳一溫協(xié)調(diào)，在出鋼過(guò)程中加入鋁鐵一 硅鐵一錳鐵；然后進(jìn)行真空處理，同時(shí)在真空進(jìn)行成分微調(diào)，成分微調(diào)合金加入順序：鋁丸 -金屬錳一硅鐵一磷鐵一鈮鐵，最后加入鈦鐵。確保產(chǎn)品的熔煉化學(xué)成分在設(shè)計(jì)要求的范 圍內(nèi)，同時(shí)盡可能的降低鋼中的硫和氮，保證鋼質(zhì)純凈度。熔煉出符合要求的鋼水后，采用 連鑄方法進(jìn)行澆鑄，其板坯采用熱送的方式送到熱軋廠進(jìn)行軋制。
[0028] 板坯經(jīng)加熱后在單相奧氏體區(qū)進(jìn)行熱連軋，乳制后通過(guò)控制冷卻得到織構(gòu)充分發(fā) 展且第二相粒子細(xì)小彌散析出的合理匹配，以及晶粒較細(xì)的熱軋板，以便為最終產(chǎn)品的高 強(qiáng)度和良好成形性能提供保證。經(jīng)軋制后的熱軋鋼卷送冷軋廠進(jìn)行酸洗+冷連軋，然后經(jīng) 再結(jié)晶退火、熱鍍鋅、光整及精整，得到熱鍍鋅板卷，此過(guò)程中通過(guò)冷軋壓下率和再結(jié)晶退 火、光整工藝的合理匹配，以及熱鍍鋅鋅鍋溫度、鋅液成分以及入鋅鍋帶鋼溫度的合理控 制，得到具有高表面質(zhì)量、成形性能優(yōu)良、高耐蝕性且具有較高強(qiáng)度的產(chǎn)品。
[0029] 所以，本發(fā)明在鋼種的化學(xué)成分設(shè)計(jì)上，采用超低碳、超低硫、超低氧和低的合金 成本設(shè)計(jì)，既要保證產(chǎn)品具有370MPa及以上的較高強(qiáng)度，又要保證具有良好的成形性能和 較好的表面質(zhì)量。工藝設(shè)計(jì)上，采用合適的軋制和退火以及熱鍍鋅工藝，從而保證產(chǎn)品具有 較高的有利織構(gòu)含量、良好的耐蝕性和高表面質(zhì)量特征。將熱鍍鋅后的產(chǎn)品按國(guó)標(biāo)加工成 80mm標(biāo)距拉伸試樣（原始標(biāo)距長(zhǎng)度L tl = 80mm，b = 20mm)，并按國(guó)標(biāo)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，產(chǎn)品的 力學(xué)性能如下：屈服強(qiáng)度RpO. 2達(dá)到220?260MPa，抗拉強(qiáng)度Rm達(dá)到370?390MPa，延伸 率八8。_彡34%，r 9Q彡1. 8, n9Q彡0. 18。而且產(chǎn)品的單面鋅層重量達(dá)到30?70g/m2。
[0030] 由此可見，本發(fā)明開發(fā)出的抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)度鋼 與現(xiàn)有的370MPa級(jí)熱鍍鋅高強(qiáng)鋼相比，本發(fā)明的產(chǎn)品既具有較高強(qiáng)度，滿足汽車工業(yè)對(duì)車 身外覆蓋件強(qiáng)度和剛度的要求，又具有良好的成形性能，較高的有利織構(gòu)含量，能順利完成 復(fù)雜變形，同時(shí)，本發(fā)明產(chǎn)品具有高的表面質(zhì)量，良好的耐腐蝕性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為本發(fā)明鋼產(chǎn)品的低倍鑄坯組織示意圖。
[0032] 圖2為本發(fā)明鋼產(chǎn)品的金相組織結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍 鋅高強(qiáng)度鋼及其生產(chǎn)方法做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0034] 表1列出了本發(fā)明可用于生產(chǎn)抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)度 鋼的六種具體實(shí)例的化學(xué)成分。這六種具體實(shí)施例鋼的生產(chǎn)方法如下：在煉鋼廠90噸轉(zhuǎn)爐 上進(jìn)行頂?shù)讖?fù)合吹煉，采用鐵水脫硫技術(shù)，使鐵水中的S < 0. 002%;爐后出鋼1/3時(shí)開始加 鐵合金，出鋼2/3時(shí)加入完畢，合金化順序：鋁鐵一硅鐵一錳鐵；然后進(jìn)行真空處理，并進(jìn)行 成分微調(diào)，成分微調(diào)合金加入順序：鋁丸一金屬錳一硅鐵一錳鐵一磷鐵一鈮鐵。最后加入鈦 鐵。使鋼中的化學(xué)成分滿足設(shè)計(jì)的要求，余量為Fe及不可避免的夾雜；再將各實(shí)施例的鋼 水燒注成210?250mmX700?1550mm斷面的板述。然后將板述送至熱乳廠進(jìn)行熱連乳， 將其軋制成熱軋卷。再將熱軋卷送至冷軋廠進(jìn)行酸洗+冷連軋，之后在冷軋廠進(jìn)行熱鍍鋅 退火、光整和精整成0. 60?2. Omm厚度規(guī)格的熱鍍鋅板卷。各實(shí)施例鋼的具體生產(chǎn)工藝參 數(shù)分別見表2所示。
[0035] 表1本發(fā)明鋼的化學(xué)成分（wt. % )

【權(quán)利要求】
1. 一種抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼，其特征在于：該鋼的化學(xué)成 分按重量百分比計(jì)為：C :0· 0018 ?0· 0026%，Si :0· 061 ?0· 070%，Mn :0· 50 ?0· 60%，P : 0. 050 ?0. 058%, S 彡 0. 003%,Als :0. 015 ?0. 030%,Nb :0. 034 ?0. 039%,Ti :0. 030 ? 0. 038%，N彡0. 003%，O彡0. 002%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼，其特征在 于：該鋼的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為：C :0. 0020?0. 0022%，Si :0. 063?0. 067%，Mn : 0. 55 ?0. 57%，P :0. 053 ?0. 057%，S 彡 0. 003%，Als :0. 019 ?0. 025%，Nb :0. 034 ? 0· 039%，Ti :0· 030 ?0· 038%，N < 0· 003%，0< 0· 002%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
3. 權(quán)利要求1所述抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法，依次 包括以下步驟： 鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐冶煉，爐外精煉，連鑄，精整，板坯加熱，熱連軋，層流冷卻，卷取，酸洗+ 冷連軋，連續(xù)退火+熱鍍鋅，光整，精整，其特征在于：所述爐外精煉時(shí)真空處理的時(shí)間為 30?40min，板坯加熱溫度為1240?1260°C，終軋溫度為920?940°C，卷取溫度為710? 730。。。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方 法，其特征在于：所述退火加熱溫度為820?840°C，退火保溫時(shí)間為45?55s，冷卻速度為 40 ?55°C /s。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼的生產(chǎn) 方法，其特征在于：所述熱鍍鋅時(shí)帶鋼入鋅鍋溫度為455?465°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼的生產(chǎn) 方法，其特征在于：所述光整延伸率為0. 90?1. 20%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述抗拉強(qiáng)度370MPa級(jí)轎車外覆蓋件用熱鍍鋅高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法， 其特征在于：所述光整延伸率為0. 90?1. 20%。
【文檔編號(hào)】C22C33/04GK104213026SQ201410486308
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】胡寬輝, 田德新, 王輝, 劉祥東, 潘利波, 馮冠文, 劉海軍, 楊新泉, 桂洲 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司