340MPa級連退冷軋汽車結(jié)構(gòu)鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種成形性能優(yōu)良的340MPa級連退冷乳汽 車結(jié)構(gòu)鋼板及其生產(chǎn)方法及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國的汽車工業(yè)已進入乘用車高速發(fā)展期，為了滿足汽車制造業(yè)"減重、節(jié)能、安 全、環(huán)保"的需要，汽車零部件越來越多地使用高強度薄鋼板。由于磷具有優(yōu)良的固溶強化 效果及經(jīng)濟性，在超低碳鋼基礎(chǔ)上發(fā)展的超低碳含磷冷乳高強鋼（即無間隙原子高強度冷 乳鋼板）既具有高強度，又具有非常好的沖壓成形性能，通常用來制作需要深沖壓的復(fù)雜 部件，已經(jīng)在汽車行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
[0003] 近期，國內(nèi)主要汽車制造廠根據(jù)新車型設(shè)計要求，提出了抗拉強度為340MPa級成 形性能優(yōu)良的冷乳汽車用結(jié)構(gòu)鋼的使用需求，主要技術(shù)指標(biāo)：Rel彡170MPa，Rm彡340MPa， 斷后伸長率A5。臟(L〇= 5〇mm，b= 25臟）彡 38%，《 彡〇:j:8、r_ 34〇MPa級高強度冷 乳鋼板用于加工乘用車的左/右前縱梁與門檻加強板、前橫梁下板、左/右B柱加強板等結(jié) 構(gòu)件。鋼板的主要技術(shù)要求：足夠的強度和韌性；良好的成形性能；足夠的塑性；低的力學(xué) 性能各向異性；良好的表面質(zhì)量。
[0004] 340MPa級連退冷乳汽車結(jié)構(gòu)鋼板化學(xué)成分設(shè)計通常為超低C-Mn-P-Ti系微合金 鋼，其中，C含量< 0. 0040%，P含量為 0. 030% -0. 070%，Ti含量為 0. 030% -0. 050%，錳、 磷含量的控制主要是為了保證強度和塑性，添加鈦主要是為了固定鋼中的碳、氮間隙原子， 保證鋼板無時效。主要生產(chǎn)工藝為冶煉-爐外精煉-連鑄-熱乳-冷乳-連退。常規(guī)生產(chǎn) 方法以某廠1800mm汽車板專用連退生產(chǎn)線為例，一般采用較高的冷乳壓下率（多80% )、 高退火溫度（彡830°C)、較快的冷卻速度（HGJC，50°C/S)、較長的退火時間等措施，使成品 晶粒適當(dāng)粗化，發(fā)展有利織構(gòu)，提高成品沖壓性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種綜合性能優(yōu)良的340MPa級連退冷乳汽車結(jié)構(gòu)鋼板，具有良好的 室溫力學(xué)性能及工藝性能，其成形性能優(yōu)良，完全符合汽車用結(jié)構(gòu)鋼的使用需求。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種340MPa級連退冷乳汽車結(jié)構(gòu)鋼 板，其化學(xué)成分按重量百分計為：C彡0. 0040、Si:0~0. 05、Mn:0. 25~0. 45、Nb:0. 030~ 0· 050、Ti:0· 010 ~（λ030、N:0· 002 ~（λ006、P:0· 04 ~0· 07、S:0 ~0· 015、Als:0· 015 ~ 0.050,其余為Fe。
[0008] 進一步，所述340MPa級連退冷乳汽車結(jié)構(gòu)鋼板的微觀組織結(jié)構(gòu)為鐵素體，鐵素體 晶粒度9. 0-10. 5級。鐵素體指的是C溶于α-Fe中所形成的間隙固溶體，具有體心立方晶 體結(jié)構(gòu)。鐵素體可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法測得，例如GB/T6394金相法。
[0009] 進一步，所述340MPa級連退冷乳汽車結(jié)構(gòu)鋼板滿足：屈服強度彡170MPa，抗拉 強度彡340MPa，延伸率A50mm彡38%，平均加工硬化指數(shù)值丨8,平均塑性應(yīng)變比值 「備1.50。
[0010] 本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供上述340MPa級連退冷乳汽車結(jié)構(gòu)鋼板 的制備方法，包括連鑄坯再加熱、熱乳、層流冷卻、卷取、酸洗、冷乳、退火、光整和拉矯工序； 其特征在于，
[0011] 連鑄坯再加熱工序中的加熱溫度為1200°C~1220°C，加熱時間為1. 2小時~1. 8 小時；
[0012] 熱乳工序中，熱乳初乳溫度為1100~1200°C，終乳溫度為900°C~940°C;
[0013] 層流冷卻工序中，采用前段水冷；
[0014] 卷取工序中，卷取溫度730 °C~770°C;
[0015] 冷乳工序中，冷乳壓下率為65%~75% (優(yōu)選為70% );
[0016] 退火工序中，退火溫度820°C~850°C，過時效段溫度<340°C，二次冷卻段終冷溫 度彡100°C;鋼坯的化學(xué)成分為（w% ):C:彡（λ0040、Si:0~(λ05、Μη:0· 25~(λ45、Nb: (λ030 ~（λ050、Ti:0· 010 ~（λ030、N:0· 002 ~（λ006、P:0· 04 ~（λ07、S:0 ~（λ015、Als: 0· 015 ~0· 050,其余為Fe。
[0017] 進一步，上述方法中，連續(xù)退火工序中，過時效段溫度為310°C~340°C，二次冷卻 段終冷溫度為60 °C~100 °C。
[0018] 進一步，上述方法中，光整工序中，平整延伸率為0.5%~1.0%。
[0019] 進一步，上述方法中，拉矯工序中，拉矯延伸率為0. 2%~0. 6%。
[0020] 進一步，上述方法中，冷卻工序中，采用乳后前段水冷。
[0021] 本發(fā)明的有益效果：
[0022] 1、本發(fā)明方法在生產(chǎn)過程采用控制化學(xué)成分范圍、連鑄坯再加熱溫度、熱乳初 乳溫度、終乳溫度、卷取溫度、冷乳壓下率、退火溫度等工藝措施，獲得的鋼帶成品屈服強 度RpO. 2彡170MPa，抗拉強度Rm彡340MPa，延伸率A50mm彡38%，平均加工硬化指數(shù)值 "々0.18、平均塑性應(yīng)變比值7多1.50，即綜合性能優(yōu)良。
[0023] 2、化學(xué)成分設(shè)計時采用低當(dāng)量方案，鋼板焊接性能優(yōu)良。
[0024] 3、通過細化熱乳態(tài)的晶粒尺寸提高產(chǎn)品r值，有效提高鋼板的成形性能；通過優(yōu) 化光整工藝來保證η值，有效獲得了較高的η值。
[0025] 4、與常規(guī)連退工藝生產(chǎn)的同級別冷乳結(jié)構(gòu)鋼板相比，本發(fā)明方法采用的生產(chǎn)工藝 簡單、退火溫度不高，產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良，推廣使用前景良好。
【具體實施方式】
[0026] 本發(fā)明采用超低碳鋼+"Nb+Ti+P"微合金化方案（C與Nb結(jié)合成NbC，Ν與Ti結(jié)合 成TiN)，力學(xué)性能穩(wěn)定，平面各向異性差??；鍍層抗粉化能力強。生產(chǎn)過程采用爐外精煉、 控乳控冷工藝、控制冷乳壓下率及再結(jié)晶退火+平整工藝等關(guān)鍵技術(shù)措施，經(jīng)生產(chǎn)后，成品 檢驗結(jié)果表明通過該方法生產(chǎn)的340MPa級連退冷乳汽車結(jié)構(gòu)鋼板具有良好的力學(xué)性能及 工藝性能。由于本發(fā)明涉及的鋼板為Nb、Ti復(fù)合微合金化高強IF鋼，力學(xué)性能穩(wěn)定，鋼板 的各向異性小，能有效地適應(yīng)用戶不同的沖壓工藝，應(yīng)用本發(fā)明生產(chǎn)的冷乳結(jié)構(gòu)鋼板綜合 性能優(yōu)良，能適用于多種成形條件的生產(chǎn)（折彎、淺沖壓、深沖、翻邊等），性價比高，推廣使 用前景良好。
[0027] 本發(fā)明涉及的340MPa級連退冷乳汽車結(jié)構(gòu)鋼板的生產(chǎn)方法工藝流程如下：
[0028] 轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一RH真空處理一連鑄一連鑄坯一再加熱一熱乳一冷卻一卷取 -酸乳一連續(xù)退火一光整一拉矯一包裝入庫。鋼坯可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法由 高爐鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、電加熱、連鑄工序制得。
[0029] 轉(zhuǎn)爐冶煉具體為將高爐鐵水及冶煉爐料在轉(zhuǎn)爐中冶煉得到鋼水，然后將鋼水在RH 精煉爐脫氧并進行合金化；在合金化步驟中將鋁鐵合金、金屬錳、鈮鐵合金、鈦鐵合金等加 入到脫氧后的鋼水中，得到鋼水（以鋼水總重量為基準(zhǔn)，以單質(zhì)計）為C:彡0. 0040、Si: 0 ~0· 05、Μη:0· 25 ~0· 45、Nb:0· 030 ~0· 050、Ti:0· 010 ~0· 030、N:0· 002 ~0· 006、 P:0· 04~0· 07、S:0~0· 015、Als:0· 015~0· 050,其余為Fe。為了使入爐原料中S的 含量小于或等于入爐鐵水總重量的0.010%，可以采用低硫鐵水或半鋼冶煉。為了防止金 屬元素尤其是錳元素的燒損，要嚴(yán)格控制冶煉過程溫度及出鋼時的氧活度，冶煉條件為出 鋼溫度1680~1700°C，出鋼過程只使用中碳錳鐵進行Μη的合金化，出鋼時氧活度條件為 [a。]400~700PPm。冶煉的時間為常規(guī)的冶煉的時間，優(yōu)選為35~45分鐘。
[0030] LF精煉工序只進行鋼水調(diào)溫及鋼包底吹氬氣處理，鋼水罐底部通入壓力200~ 400Pa的氬氣4~6分鐘，氬氣流量以鋼水不大翻為條件，可以避免鋼水出現(xiàn)二次氧化及溫 度下降過快，使鋼中夾雜物充分上浮，進一步提高鋼材清潔度。LF工序處理時間10~25分 鐘，出站溫度1620~1635°C。LF精煉工序采取的技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法。
[0031]RH精煉工序進行鋼水終脫氧、合金化、成分微調(diào)，處理時間20~35分鐘，出站溫度 1585~1600°C。RH精煉工序采取的技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法。得到鋼水（以鋼 水總重量為基準(zhǔn)，以單質(zhì)計）為C:彡0. 0040、Si:0~0. 05、Mn:0. 25~0. 45、Nb:0. 030~ 0· 050、Ti:0· 010 ~（λ030、N:0· 002 ~（λ006、P:0· 04 ~0· 07、S:0 ~0· 015、Als:0· 015 ~ 0.050,其余為Fe。
[0032] 為了保證鋼的化學(xué)成分均勻，脫氧合金化后RH真空室鋼水循環(huán)時間5~8分鐘， 真空度< 2.Omba。對鋼水罐進行底吹氬氣處理。所述底吹氬氣處理的條件壓力200~400 帕。
[0033] 連續(xù)澆鑄步驟可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，本發(fā)明方法將精煉后的鋼水 澆鑄至預(yù)先燒烤過的中間包，經(jīng)全流程保護的連續(xù)鑄機澆鑄成板坯。澆鑄后，可以按照常規(guī) 方法進行冷卻，如在室溫下自然冷卻。
[0034] 熱乳步驟是將澆鑄的板坯經(jīng)加熱后進行乳制。乳制的目的是使連鑄板坯達到所需 的厚度。本發(fā)明熱乳板鋼帶的乳制道次為粗乳4~6個，精乳5~6個，每架機架乳制一道 每道次乳制使熱乳料坯的厚度減少3~9毫米。
[0035] 連鑄后得到的連鑄坯在熱乳乳制前進行再加熱，目的是能夠充分固溶微合金元 素，消除鑄坯因枝晶偏板帶來的化學(xué)元素偏析，同時避免了液析碳化物后降低微合金元素 在鋼中的作用。本發(fā)明連鑄坯再加熱溫度為1200~1220°C，時間為1.2~1.8小時。熱 乳的終乳溫度指鋼帶出精乳機組的溫度，為了使成品的厚度和力學(xué)性能均勻，采用熱乳中 間坯熱卷箱工藝技術(shù)，使精乳前的熱乳中間坯料頭、中、尾部保持特定的終乳溫度。本發(fā)明 中，熱