本发明专利技术公开了一种超低碳含铜汽车用高强冷轧钢板及其制造方法，钢中的化学成分按重量百分比计为：C：0.004％～0.006％、N：0.001％～0.003％、Si：0.2％～1.0％、Mn：0.2％～1.0％、P≤0.015％、S≤0.015％、Als：0.02％～0.04％，Cu：1.2％～2.4％，余量为Fe和不可避免的杂质。连铸坯厚度控制在350mm以下；热轧加热温度为980～1050℃，保温30～60min，开轧温度为950～1000℃，终轧温度为820～880℃，卷取温度为500～550℃；冷轧压下率不低于65％；退火加热温度为890～920℃，保温20～40min，以不低于20℃/s速度冷至室温，然后在550～680℃时效30～60min。该冷轧钢板生产成本低，并具有优良的耐腐蚀性。
【技术实现步骤摘要】
一种超低碳含铜汽车用高强冷轧钢板及其制造方法
本专利技术涉及一种汽车用高强度冷轧钢板及其制造方法，特别涉及一种超低碳含铜汽车用高强度冷轧钢板及其热处理方法。
技术介绍
随着环境保护日益受到重视，汽车行业面临越来越严峻的技术和成本竞争。作为汽车行业主要的材料供应商的钢铁生产企业，也面临着同样的问题。提供环境友好、性能优良、成本低廉的钢铁产品是各钢铁企业共同的追求。为了保证一定的耐蚀性能，冷轧板热镀锌是目前广泛采用的方式。但是热镀锌对环境有不利的影响，在发达国家甚至在国内的一些城市也受到了限制。以上海为例，从2013年开始，就不再审批新的热镀锌线。因此，能否从钢种成分设计着手，设计出具有一定的耐蚀性、性能优良且成本经济的冷轧钢板，无疑具有广阔的市场前景。铜，作为析出强化和提高耐蚀性元素很早就被使用。但铜由于熔点较低，容易在热轧过程产生“热脆”，而不得不在成分中加入昂贵的镍元素，以抵消铜的不利作用。钢中加入1％铜的同时要加入差不多等量甚至更高的镍，致使钢的成本大幅提高，缺乏市场竞争力。该专利技术采用含铜无镍的设计方案并配合一定的轧制工艺，不仅规避了铜在热轧过程中的危害，还在保证钢力学性能的同时，提高了钢的耐蚀性，在一定范围内具备了替代镀锌板的条件，并具有更低的成本。尹桂全等人的“含铜钢的时效硬化”(《钢铁研究学报》2004年8月16卷第4期)研究了铜的时效强化作用，钢中铜含量为1.19％，但钢中同时添加了0.85％的镍；刘锟等人的“低镍/铜比钢中铜的富集行为”(《金属热处理》,2012年5月第37卷第5期)，研究了降低铜的危害的方法，但在钢中仍然加入了一定量的镍；李闯等人的“组织对含铜钢中析出行为的影响”(《材料科学与工艺》，2011年8月第19卷第4期)，研究是热轧板，含铜量为1.95％，但加入了2％的镍。上述文献中的含铜钢中都无一例外地加入了昂贵的镍、铌、钼元素或者其中一种，增加了钢的成本，与本专利的成分设计有着本质的区别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无镍复合加入、低成本低廉、耐蚀性能优良的超低碳含铜汽车用高强冷轧钢板及其制造方法。本专利技术以超低C、低Si、Mn成分为基础，添加1.2％～2.4％的Cu，采用普低温热轧+普通冷轧+退火+时效的工艺，开发出抗拉强度在450～650MPa、延伸率不低于30％的冷轧汽车用钢板。其组织为多边形铁素体。铁素体中有起强化作用的大量铜的析出相。本专利技术中钢的化学成分(质量百分数)为：C：0.004％～0.006％、N：0.001％～0.003％、Si：0.2％～1.0％、Mn：0.2％～1.0％、P≤0.015％、S≤0.015％、Als：0.02％～0.04％，Cu：1.2％～2.4％，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术中高氮高强汽车用钢的成分设计说明：C：为保证钢显微组织中无碳化物相及充分避开包晶反应，同时不恶化钢板的成形性和焊接性能，采取较低的碳含量。因为钢中没有加入Nb、Ti等强碳化物形成元素，为降低对塑性不利的间隙原子含量，必须选择超低碳设计。但碳还有开启奥氏体相区、固溶强化、促进奥氏体再结晶的有益作用。因此，将C控制在0.004％～0.006％。Si：在钢中硅是有效的固溶强化元素，根据强度需要进行添加。另外，Si防止碳化物生成。但若其量超过1.0％则会恶化钢板的成形性、焊接性和塑性，因此，选在0.2％～1.0％之间。Mn：能细化晶粒并降低Ar3，扩大奥氏体相区，推迟珠光体转变，抑制铁素体的生成，同时锰也有固溶强化的作用，但过高的锰则使钢材难于加工。锰容易偏析并造成混晶，故选在0.2％～1.0％之间。Als：若小于0.02％，会导致钢中氧含量增加，大于0.04％容易导致连铸水口堵塞。Al也能有效降低固溶N的含量，一定程度细化晶粒。因此将Als的含量控制在0.02％～0.04％。N：作为隙间原子，可以扩大奥氏体相区，与C相比有更好的固溶强化效果，但会降低钢的塑性。因此将N控制在0.001％～0.003％。P、S是钢中不可避免的杂质，恶化了钢板的成形性，因此在冶炼能力允许的条件下，将P控制在≤0.015％、S控制在≤0.015％。Cu：作为本专利技术钢中最重要的合金元素，不仅具有开启奥氏体相区的作用，同时具有固溶强化、析出强化的作用。另外，铜还能显著提高钢的耐蚀性。由于铜在铁素体中也有较高的溶解度，因此为保证析出强化铜的含量不能太低；过高的铜含量容易造成轧制缺陷。因此本专利技术中将铜含量选择在1.2％～2.4％。本专利技术超低碳含铜汽车用钢的生产方法及实施具体实施步骤如下：(1)冶炼：按设计成分冶炼，无特殊要求；连铸坯厚度要控制在350mm以下；(2)热轧：980～1050℃保温30～60min，开轧温度950～1000℃，终轧温度820～880℃，500～550℃卷取；(3)冷轧：压下率不低于65％；(4)退火：加热温度890～920℃，保温20～40min，以不低于20℃/s速度冷至室温。然后根据强度级别在550～680℃时效30～60min。本专利技术可以获得如下有益效果：(1)不用添加Nb、Ti、Mo等贵重金属，仅加入铜从而降低冶炼成本和冶炼难度；(2)采用较低的轧制温度和较短的均热时间，节省燃气成本；(3)由于Cu含量较高，其耐蚀性远远优于普通高强汽车用钢；(4)该钢板阻尼性能也远优于其它同级别钢种。附图说明图1典型退火工艺曲线图；图2含铜钢的金相组织；图3含铜钢析出相。具体实施方式本专利技术超低碳含铜汽车用高强冷轧钢板的化学成分为：C：0.004％～0.006％、N：0.001％～0.003％、Si：0.2％～1.0％、Mn：0.2％～1.0％、P≤0.015％、S≤0.015％、Als：0.02％～0.04％，Cu：1.2％～2.4％，余量为Fe和不可避免的杂质。连铸坯厚度控制在350mm以下；热轧加热温度为980～1050℃，保温30～60min，开轧温度为950～1000℃，终轧温度为820～880℃，卷取温度为500～550℃；冷轧压下率不低于65％；退火加热温度为890～920℃，保温20～40min，以不低于20℃/s速度冷至室温，然后在550～680℃时效30～60min。以下实施例用于具体说明本
技术实现思路
，体现获得的效果。这些实施例仅为本
技术实现思路
的一般描述，并不对本
技术实现思路
进行限制。表1为本专利技术实施例的具体钢种成分。表2为本专利技术实施例工艺参数。表3为实施例钢板的力学性能指标。表4为实施例钢板的耐蚀性能。表1专利技术钢的熔炼成分(mass％)实施例CSiMnPSCuAlsN10.0040.210.550.0080.0051.300.0300.00220.0060.460.360.0070.0031.330.0280.00130.0041.001.000.0080.0031.800.0360.00340.0060.800.800.0090.0041.800.0310.00250.0050.800.800.0060.0032.400.0380.002表2实施例工艺参数表3实施例钢板的力学性能实施例ReL/MPaRm/MPaA50/％n值(平均)1240520380.212230490390.203260570350.224270550本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超低碳含铜高强冷轧钢板，其特征在于，钢中的化学成分按重量百分比计为：C：0.004％～0.006％、N：0.001％～0.003％、Si：0.2％～1.0％、Mn：0.2％～1.0％、P≤0.015％、S≤0.015％、Als：0.02％～0.04％，Cu：1.2％～2.4％，余量为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种超低碳含铜高强冷轧钢板，其特征在于，钢中的化学成分按重量百分比计为：C：0.004％～0.006％、N：0.001％～0.003％、Si：0.2％～1.0％、Mn：0.2％～1.0％、P≤0.015％、S≤0.015％、Als：0.02％～0.04％，Cu：1.2％～2.4％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述的超低碳含铜高强冷轧钢板的制造方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣杰，刘仁东，郭金宇，王旭，王科强，孙建伦，孙成钱，
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
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