一种高强度低合金热镀铝锌钢带及其生产方法技术

一种高强度低合金热镀铝锌钢带及其生产方法，该热镀铝锌钢带包括钢基板和合金镀层，其中，钢基板的化学成分重量百分比为：C0.02～0.10％，Mn0.5～1.2％，P0.01～0.07％，Nb0.01～0.12％，N≤0.0080％，S≤0.02％，且0.01％≤(Nb-0.22C-1.1N)≤0.1％，8≤Mn/1.7S，其余为Fe和不可避免的杂质；合金镀层的化学成分质量百分比为：Al50～58％，Zn40～45％，Si1.0～2.0％，Ti0.005～0.020％，其余为不可避免的杂质。本发明专利技术采用冶炼、铸造、通过热轧轧制、冷轧变形及连续退火后热浸镀铝锌镀层，使铝锌镀层均匀致密地附着在钢基板上，获得的低合金热镀铝锌钢带的屈服强度为410～570MPa，抗拉强度≥470MPa，延伸率≥15％，既具良好的强韧性又具有优良的耐腐蚀性能，该生产方法成本低、成材率高。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度低合金热镀铝锌钢带及其生产方法
本专利技术属于卷钢板材料生产领域，具体涉及一种高强度低合金热镀铝锌钢带及其生产方法。
技术介绍
高强度低合金钢因具有较低的成本和良好的强韧性，在全世界引起了普遍重视并得到应用。一般钢中C成分≤0.1％，通过添加Ti、Nb等合金元素，与基体中的C、N等原子形成碳氮化物，并依靠这些碳氮化物在基体中微量析出来阻碍位错的移动，从而获得较高的钢板强度。人们可以选择纯Ti、纯Nb或Ti、Nb复合的成分设计达到预期的性能目标，但从成本经济和性能稳定性方面考虑，所添加的合金种类和配比是决定材料可制造性的关键因素。镀铝锌层的化学成分包括一定配比的铝、锌、硅，其中防腐主要是由铝锌合金提供。但，硅也很重要，它可以把生产过程中脆性层的形成速度降到最小，从而使产品易于加工成型。镀铝锌层独特的树枝状结构是防腐性能提高的主要原因。当镀铝锌层暴露在大气中，枝晶间网络中的富锌区先被腐蚀，氧化产物会填充在枝晶间的空隙中，从而降低了腐蚀速度。中国专利CN200310106261.3公开了一种热镀铝锌合金钢板及其制造方法，该方法采用普通冷轧基板生产镀铝锌产品，其屈服强度均大于228MPa，延伸率在20％左右，但不能满足屈服强度410～570MPa的要求。中国专利CN200610047626.3公开了一种全硬质镀铝锌钢板及其生产方法，该方法提供的钢板的屈服强度达到600MPa以上，无断裂延伸率。但，不能满足屈服强度410～570MPa，断裂延伸率大于15％的要求。中国专利CN200710093976.8公开了深冲用热镀铝锌钢板/带及其生产方法，该方法是采用IF钢基板生产镀铝锌产品，其屈服强度140～220MPa，抗拉强度达260～350MPa，延伸率大于30％，但不能满足屈服强度410～570MPa的要求。目前，对材料具有高耐蚀性、高强度、高延伸率要求的家电、电脑机箱、汽车油箱等领域对镀铝锌产品有很大的需求。但屈服强度410～570MPa，抗拉强度达不小于470MPa，延伸率大于15％的高强度低合金热镀铝锌产品在国内外为空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高强度低合金热镀铝锌钢带及其生产方法，其具有410～570MPa的屈服强度、不小于470MPa的抗拉强度及大于15％的延伸率，镀层均匀、致密、厚度适当，既具良好的强韧性又具有优良的耐腐蚀性能。本专利技术的设计思路是：选取含Nb成分的板坯，通过热轧轧制、冷轧变形及连续退火后热浸镀铝锌镀层，使铝锌镀层均匀致密地附着在钢基板上，从而成为高强度低合金热镀铝锌钢带，且生产成本低、成材率高。为达到上述目的，本专利技术主要采用如下技术方案：一种高强度低合金热镀铝锌钢带，包括钢基板和合金镀层，其中，钢基板的化学成分重量百分比为：C0.02～0.10％，Mn0.5～1.2％，P0.01～0.07％，Nb0.01～0.12％，N≤0.0080％，S≤0.02％，且0.01％≤(Nb-0.22C-1.1N)≤0.1％，8≤Mn/1.7S，其余为Fe和不可避免的杂质；合金镀层的化学成分质量百分比为：Al50～58％，Zn40～45％，Si1.0～2.0％，Ti0.005～0.020％，其余为不可避免的杂质。进一步，所述高强度低合金热镀铝锌钢带的屈服强度为410～570MPa，抗拉强度≥470MPa，延伸率＞15％。所述高强度低合金热镀铝锌钢带的钢基板为均匀的铁素体+渗碳体组织，钢板表面为细小均匀的银白色锌花。在本专利技术的成分设计中：Nb：采用添加微量合金元素Nb，Nb在钢中可以形成NbC，NbN等间隙中间相。在再结晶过程中，中间相对位错的钉扎及对亚晶界的迁移进行阻止作用，使钢的流变应力和屈服强度提高，从而起到强化材质的目的。本专利技术成分设计满足公式0.01％≤(Nb-0.22C-1.1N)≤0.1％时，Nb与C、N形成足够、细小的中间相起到了强化材质的作用，同时Nb含量也不会过高而提升制造成本。C：钢基板中C是最有效，最便宜的强化元素，材料一般随着C含量的增加而趋向硬质化。同时，如上所述因Nb的添加形成了细小的NbC也有效地提高了材料的强度。当C含量小于0.02％时，强化效果不显著，当C含量大于0.1％时，材料硬化，加工性变差。Mn：Mn在钢水中可以无限互溶，近似理想溶液，Mn主要起固溶强化作用，由于钢水中残留一定量的S元素，S元素增加板坯的热脆性，恶化钢的力学性能，影响钢的抗腐蚀性等负面作用，为了降低S的负面作用，要提高钢板中的Mn/S值，因此本专利技术控制Mn含量：8≤Mn/1.7S，可以有效降低S的负面影响。P：由于P是一种价格便宜而且强化能大的元素，每添加0.01％的P，强度可提高约10MPa左右，所以加入适当的P，可以生产成形性优良的高强钢。随着钢中P含量的增加，屈服强度和抗拉强度增加，断裂延伸率，n值，r值降低。S：钢中常见元素，可以改善钢的切削性能，但是S对钢的危害作用非常显著，使钢具有一定的热脆性，并影响钢的抗腐蚀性能。所以，对于钢水必须经过脱硫处理。本专利技术所述高强度低合金热镀铝锌钢板/带的生产方法，包括如下步骤：1)冶炼、铸造高强度低合金热镀铝锌钢板的成分重量百分比为：C0.02～0.10％，Mn0.5～1.2％，P0.01～0.07％，Nb0.01～0.12％，N≤0.0080％，S≤0.02％，且，0.01％≤(Nb-0.22C-1.1N)≤0.1％，8≤Mn/1.7S，其余为Fe和不可避免的杂质；按上述化学成分经冶炼、铸造后得铸坯。2)热轧加热出炉温度1200～1260℃，热轧终轧温度800～900℃，热轧卷取温度500～650℃。3)冷轧冷轧压下率50～90％，形成钢带。4)冷轧退火在直接燃烧无氧化连续退火炉内进行，退火处理包括预热处理、加热处理、均热处理和冷却处理；预热时间10～50秒；加热温度600～700℃，加热时间15～65秒；均热温度750～850℃，均热时间40～120秒；冷却温度550～650℃，冷却时间5～40秒。5)热镀将钢带浸入锌锅中进行热镀处理，镀液成分重量百分比为：Al50～58％，Zn40～45％，Si1.0～2.0％，Ti0.005～0.020％，其余为不可避免的杂质；锌锅温度500～600℃，制备得到高强度低合金热镀铝锌钢带，其屈服强度为410～570MPa，抗拉强度≥470MPa，延伸率≥15％。本专利技术的生产方法中：本专利技术所述的加热出炉温度为：1200～1260℃。当出炉温度低于1200℃时，NbC等中间相无法在奥氏体中彻底固熔，导致后续不能析出细小的中间相，材料强度达不到设计要求；出炉温度高于1260℃时，可能导致板坯晶粒尺寸大，轧制时易开裂。本专利技术所述的热轧终轧温度为：800～900℃。当终轧温度低于800℃时，出现两相区轧制，轧制力不均匀，出现断面混晶，导致材料的屈服、抗拉强度达不到设计要求，且在加工使用中易出现开裂；当终轧温度高于900℃时，氧化铁皮增加，影响表面质量。本专利技术所述的热轧卷取温度为：500～650℃。对于高强度低合金钢，一般选取较低的卷取温度，当卷取温度过高时(高于650℃)，晶粒平均尺寸大，促使中间相粒子粗化，不够细小，不利于材料强化，达不到设计强度；卷取温度低于500℃时，中间相粒子析出不充分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度低合金热镀铝锌钢带，包括钢基板和合金镀层，其中，钢基板的化学成分重量百分比为：C0.02～0.10％，Mn0.5～1.2％，P0.01～0.07％，Nb0.01～0.12％，N≤0.0080％，S≤0.02％，且，0.01％≤(Nb‑0.22C‑1.1N)≤0.1％，8≤Mn/1.7S，其余为Fe和不可避免的杂质；合金镀层的化学成分质量百分比为：Al50～58％，Zn40～45％，Si1.0～2.0％，Ti0.005～0.020％，其余为不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高强度低合金热镀铝锌钢带，包括钢基板和合金镀层，其中，钢基板的化学成分重量百分比为：C0.02～0.10％，Mn0.5～1.2％，P0.01～0.07％，Nb0.01～0.12％，N≤0.0080％，S≤0.02％，且，0.01％≤(Nb-0.22C-1.1N)≤0.1％，8≤Mn/1.7S，其余为Fe和不可避免的杂质；合金镀层的化学成分质量百分比为：Al50～58％，Zn40～45％，Si1.0～2.0％，Ti0.005～0.020％，其余为不可避免的杂质；所述高强度低合金热镀铝锌钢带的屈服强度为410～570MPa，抗拉强度≥470MPa，延伸率＞15％。2.根据权利要求1所述的高强度低合金热镀铝锌钢带，其特征在于，所述高强度低合金热镀铝锌钢带的钢基板为均匀的铁素体+渗碳体组织，钢板表面为细小均匀的银白色锌花。3.一种高强度低合金热镀铝锌钢带的生产方法，其特征是，包括如下步骤：1)冶炼、铸造高强度低合金热镀铝锌钢板的成分重量百分比为：C0.02～0.10％，Mn0.5～1.2％，P0.01～0.07％，Nb0.01～0.12％，N≤0.0080％，S≤0.02％，且，0.01％≤(Nb-0.22C-1.1N)≤0.1％，8≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：马雪丹，顾进荣，田新芳，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31