一种高强度高韧性热浸镀铝钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种高强度高韧性热浸镀铝钢板，该钢板成分按重量百分比计如下：C 0.15％～0.65％，Si0.50％～3.50％，Mn1.10～7.00％，P≤0.50％，S≤0.030％，Al0.02％～5.00％，及V≤0.50％，Ti≤0.20％，Nb≤0.20％，B≤0.005％中的至少一种；其余为Fe和一些不可避免的杂质元素；还含有Ca≤0.004％，Mg≤0.004％中的至少一种。方法：钢板连续热镀铝生产线加热到750℃-950℃，保温温度750℃-950℃；钢板在连续热浸镀铝生产线加热及保温温度在奥氏体区，冷却至680℃～700℃进入铝硅镀液或者缓冷至奥氏体和铁素体的两相区接着快冷至680℃～700℃进入铝硅镀液，出镀液后迅速风冷至贝氏体转变区，之后快速冷却到钢的Ms点和Mf点之间温度。该钢屈服强度大于700MPa，抗拉强度大于900MPa，伸长率大于10％，节约能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热浸镀铝钢板制造领域，尤其涉及一种高强度高韧性热浸镀铝钢板及其制造方法。
技术介绍
热浸镀铝硅钢材是把预处理过的钢铁材料浸入熔融的铝硅合金中，保温一定时间取出，使其表面镀上一层铝硅合金镀层。铝硅镀层钢板具有耐高温、耐腐蚀等特点，并且具有良好的表面外观，特别适于在高温环境中使用。铝硅镀层钢板具有良好的耐高温性，在温度低于450℃时，铝硅镀层钢板会保持光亮的外观，直到500℃以上才开始氧化和变色。由于铝和铁发生相互扩散，并增厚了其难熔而又致密的铁铝合金层，其耐热性与不锈钢409相当。铝硅镀层钢板还具有优异的耐腐蚀性，由于铝表面氧化作用所形成的致密Al2O3氧化膜，将钢基和氧化介质隔绝，使镀层即使在很恶劣的环境条件下也不至于导致进一步腐蚀，因而其抗腐蚀作用很强，对硝酸、海水等也有好的耐蚀性，铝硅镀层钢板耐腐蚀性远远大于镀锌钢板。镀铝钢板具有以下特性：1、耐高温性：由于钢板基材和镀层组织的特定组合，形成一种铁铝合金,使镀铝板具有极佳的耐高温性。在450℃时,可保证极高的反射率。在高于480℃时,镀层外观发灰。在高达650℃时，防止钢板氧化的保护层仍保存完好，未见任何脱落。2、热反射性：在480摄氏度的高温下，镀铝板可反射80％的进射热量。因此镀铝板可制成高效的隔热屏障或者在高温应用中的热反射器，通过有效的热反射使炉内温度迅速升高。3、机械强度：在室温下,镀铝板的机械强度与其基材的机械强度一致。在同样的480℃的高温下,镀铝钢板的强度是铝板强度的10倍因此钢板厚度可至少减少30％。4、耐蚀性：在热浸镀加工过程中,熔融的铝立即与空气中的氧反应形成一层Al2O3保护层,使钢板表面立即钝化。这个保护层非常稳定且不溶于水，即使后来钢板表面被划伤，这个保护层也具有自愈功能。因此，镀铝板对化学腐蚀有极强的耐蚀性。5、生态特性：未化学钝化的镀铝板对健康无影响,因而可用于食品加工。很多专业团体的测试报告证实其对人体无害属环保产品。镀铝板完全可以循环利用。镀铝板可以和不锈钢媲美但是价格仅为不锈钢的三分之一左右，被广泛用于：1，汽车、摩托车消声器、排气管、油箱。2，燃烧炉、热交换器、干燥机、空调等。3，家庭用热水器、煤气炉、面包箱、烟囱、微波炉、食品加工机械、电烤箱、炊具。还可以用于建筑物的盖板、墙壁、顶棚及其它隔热部件等。6、其他：可用标准MAG和TIG焊接加工。可进行拉伸、冲压、拉管等成形加工。涂层具有持久的光泽、更优秀的耐蚀性和抗风化性性能。现有的镀铝产品主要包括冷冲压成型系列钢板、低合金系列钢板，强度级别较低，造成钢材的利用效率不高，常规的高强度钢材，随着强度的提高，钢板成型性能降低，冲压时易出现开裂、回弹大、形状稳定差等缺陷。为解决此问题，本专利技术提供了一种高强度高韧性热浸镀铝钢板及其制造方法，可以大幅度的提高热浸镀铝钢板的强度等级，同时还具有良好的塑韧性，节约贵重金属消耗，提高资源的利用效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题和不足而提供一种高强度高韧性热浸镀铝钢板及其制造方法，解决现有热浸镀铝钢板强度较低，资源利用率低的问题。本专利技术目的是这样实现的：一种高强度高韧性热浸镀铝钢板，该钢板的成分按重量百分比计如下：C0.15％～0.65％，Si0.50％～3.50％，Mn1.10～7.00％，P≤0.50％，S≤0.030％，Al0.02％～5.00％，及V≤0.50％，Ti≤0.20％，Nb≤0.20％，B≤0.005％中的至少一种；其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。钢板的成分还含有按重量百分比计：Ca≤0.004％，Mg≤0.004％中的至少一种。高强度高韧性热浸镀铝钢板，组织组成为：铁素体+马氏体+粒状贝氏体+残余奥氏体，其体积分数分别占总量为铁素体0％～30％，马氏体30％-70％，粒状贝氏体20％～60％，残余奥氏体5％～20％；且马氏体和贝氏体的体积分数之和在70％以上，残余奥氏体分布于马氏体、贝氏体晶粒之间或马氏体内部。成分设计理由如下：C碳在本专利技术的钢中不以固溶强化为主，但影响所有的相变过程，并控制最终的组织和力学性能。不同的组织转变对于碳含量的要求差异很大，如为保证有较大的铁素体转变区，需控制其在较低含量；为保证马氏体转变的顺利进行，需要一定的碳含量；为保证过冷奥氏体的稳定性，需要其有较高的碳含量；为保证焊接性能，要求限制碳含量，因此选择C含量为0.15％～0.65％。Si是非碳化物形成元素，具有较高的固溶强化效果，可促进C向奥氏体富集，对铁素体中固溶的C有“清除”和“净化”作用，Si不溶于渗碳体，因此能够阻碍通过碳扩散反应的奥氏体-渗碳体转变，稳定奥氏体，使得残余奥氏体在室温下得以稳定存在。此外，Si可抑制马氏体板条间碳化物的析出，从而有利于获得马氏体板条间存在残余奥氏体的组织，因此选择Si含量为0.01％～3.50％，。Mn，锰是典型的奥氏体稳定化元素，可提高钢的淬透性，并起到一定的固溶强化作用，Mn作为扩大γ相区的元素，会降低A3、A1临界点，可推迟珠光体转变并降低贝氏体转变温度，但同时也推迟并延长铁素体转变，使贝氏体区右移，从而使钢种对控冷工艺条件的敏感性略为减小。高的Mn含量易在双相组织中引起强化相带状分布，从而造成性能的不均匀，因此选择Mn含量1.10～5.00％。P≤0.50％，固溶强化元素，抑制渗碳体的析出。S≤0.030％，钢中的杂质元素，越少越好。Al，对奥氏体形态的影响与Si相似，也是作为非碳化物形成元素，促进C向奥氏体富集并抑制渗碳体的析出。Al还可形成AlN析出，起到一定的细化晶粒作用，因此选择Al含量为0.02％～3.00％。V，Ti，Nb:V，Ti，Nb对晶粒细化、相变行为、奥氏体中C富集发挥显著作用。固溶状态的Nb延迟热变形过程中静态和动态再结晶和奥氏体向铁素体的相变，从而扩大动态再结晶终止温度和Ac3之间的温度范围，为在未再结晶区轧制提供了便利。Nb与C和N结合形成细小的碳氮化物也可延迟再结晶，阻止铁素体晶粒长大，从而具有强的细晶强化效果和较强的析出强化效果。Ti、V具有析出强化的作用,因此V，Ti，Nb含量选择为V≤0.50％，Ti≤0.20％，Nb≤0.20％，高强度高韧性热浸镀铝钢板的制造方法，所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗、冷轧后，钢板在连续热镀铝生产线加热到750℃-950℃，保温温度750℃-950℃，然后进行热镀铝，镀铝后钢板的组织为铁素体+马氏体+粒状贝氏体+残余奥氏体或马氏体+粒状贝氏体+残余奥氏体。热轧板酸洗后也可以直接进行热浸镀铝处理。钢板在连续热浸镀铝生产线加热及保温温度控制在奥氏体区，冷却至680℃-700℃进入铝硅镀液，出镀液后以大于20℃/s迅速风冷至300℃-550℃的贝氏体转变区，空冷3-10s，之后以大于15℃/s的速度快速冷却到所述钢的Ms点和Mf点之间的温度后，再空冷至150℃，然后水淬至50℃以下，钢的组织为粒状贝氏体+马氏体+残余奥氏体。钢板也可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度高韧性热浸镀铝钢板，其特征在于，该钢板的成分按重量百分比计如下：C 0.15％～0.65％，Si0.50％～3.50％，Mn1.10～7.00％，P≤0.50％，S≤0.030％，Al0.02％～5.00％，及V≤0.50％，Ti≤0.20％，Nb≤0.20％，B≤0.005％中的至少一种；其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种高强度高韧性热浸镀铝钢板，其特征在于，该钢板的成分按
重量百分比计如下：C0.15％～0.65％，Si0.50％～3.50％，Mn1.10～7.00％，
P≤0.50％，S≤0.030％，Al0.02％～5.00％，及V≤0.50％，Ti≤0.20％，
Nb≤0.20％，B≤0.005％中的至少一种；其余为Fe和一些不可避免的
杂质元素。
2.根据权利要求1所述高强度高韧性热浸镀铝钢板，其特征在于，钢
板的成分还含有按重量百分比计：Ca≤0.004％，Mg≤0.004％中的至
少一种。
3.根据权利要求1或2所述高强度高韧性热浸镀铝钢板，其特征在于，
最终组织组成为：铁素体+马氏体+粒状贝氏体+残余奥氏体，其体积
分数分别占总量为铁素体0％～30％，马氏体30％-70％，粒状贝氏体
20％～60％，残余奥氏体5％～20％；且马氏体和贝氏体的体积分数之和在
70％以上，残余奥氏体分布于马氏体、贝氏体晶粒之间或马氏体内部。
4.一种如权利要求1-3任一项所述高强度高韧性热浸镀铝钢板的制
造方法，其特征在于：所述成分的钢经冶炼、铸造、热轧、酸洗、冷
轧后，钢板在连续热镀铝生产线加热到750℃-950℃，保温温度
750℃-950℃，然后进行热镀铝。
5.根据权利要求4所述高强度高韧性热浸镀铝钢板的制造方法,其特
征在于,热轧板酸洗后直接进行热浸镀铝处理。
6.根据权利要求4所述高强度高韧性热浸镀铝钢板的制造方法，包括

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【专利技术属性】
技术研发人员：吕家舜，李锋，周芳，杨洪刚，刘仁东，王铁军，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21