一种Cu合金化深冲双相钢板及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种Cu合金化深冲双相钢板及其制备方法，属于金属材料加工技术领域。该钢板的化学成分按重量百分数为：C：0.015～0.030％，Si：0:10～0.30％，Mn：0.10～0.30％，Cu：0.40～0.60％，Ni：0.30～0.50％，P≤0.020％，S≤0.0030％，N≤0.0040％，Ti：0.010～0.025％，余量为Fe和不可避免的残存杂质元素。该方法是按设计成分进行常规冶炼与浇铸，然后经酸洗冷轧轧至目标厚度，随后在连续退火生产线进行退火，通过控制退火过程中的再结晶与相变，使铁素体晶粒充分再结晶长大与降低固溶碳，获得较高的r值。产品抗拉强度≥390MPa，延伸率≥25％，r≥1.40。本发明专利技术生产工艺简单，操作可行，能满足汽车覆盖件及对成形性要求较高的复杂结构件的要求。

A Cu-alloyed deep drawing dual-phase steel plate and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种Cu合金化深冲双相钢板及其制备方法
：本专利技术属于金属材料加工
，涉及一种汽车用冷轧深冲双相钢，特别涉及一种利用Cu合金化来获得高强度高塑性应变比的冷轧铁素体加马氏体双相钢板及其制备方法。
技术介绍
：随着汽车工业的发展，以及能源和环境问题的日益尖锐，为了应对能源短缺和环境污染的挑战，减少能耗和废气排放，汽车行业开展了各种对燃油经济性改善的技术，其中轻量化是对燃油经济性改善最显著的技术。试验证明，若汽车整车重量降低10％，燃油效率可提高6％～8％。目前汽车轻量化材质有铝、镁、塑料、纤维增强复合材料与高强度钢。从成本、全生命周期碳排放、回收利用、成形、焊接等方面，钢较其他材料具有明显优势。且钢在汽车行业有广泛应用的经验，汽车行业对其特性比较熟悉，这将大大减少设计、制造、加工与成形技术开发成本。因此，钢铁材料在未来相当长一段时间内仍然为汽车工业的主体用材。以铁素体和马氏体为组织的双相钢具有低屈强比、高伸长率、高烘烤硬化性、高初始加工硬化率、无屈服平台、时效稳定性好、生产工艺简单、焊接与涂镀性能优异等特点，在汽车行业获得了广泛应用，目前广泛应用于汽车结构件与加强件。然而由于其低的塑性应变比与深冲性，限制了其在覆盖件与大型复杂结构件等方面的推广应用。这是因为传统双相钢普遍以CSiMn为基础，或添加少量的Nb、V、Cr、Mo等元素，其马氏体含量一般为5～20％，甚至更高(强度级别越高，其马氏体含量越高)。由于C、合金元素与马氏体含量较高，阻碍了冷轧退火{111}//ND织构的发展，使得深冲性能下降，其塑性应变比(r值)一般小于1.0，难以满足轿车外板及冲压性能要求较高覆盖件生产。因此如何提高双相钢深冲性能并进一步扩大双相钢在汽车白车身的应用将成为国内外钢铁行业与汽车行业所追求的目标。目前涉及深冲双相钢的相关文献公开如下：中国专利CN104233093A公开了一种高超深冲用低碳低硅冷轧热镀锌双相钢及其制备方法，该专利技术向钢中添加了一定量的贵金属Cr和Mo元素，并采用织构预处理工艺进行生产，在最终退火之前需进行织构预处理退火工艺，工艺流程长，在预处理退火过程中带钢易发生粘结影响板形与表面质量，同时不利于节约化生产。中国专利CN102286696A公开了一种高塑性应变比的超深冲双相钢的制备方法，该专利技术向钢中添加了一定量的贵金属Al、Cr和Mo元素，Al含量相对较高，在连铸过程中易出现水口堵塞情况；在制造过程中利用Mo的碳化物低温析出与高温回溶原理，Mo在退火温度条件下很容易发生回溶，钢中间隙C原子很难精确控制，从而影响{111}//ND织构的形成与发展。中国专利CN102517492A公开了一种经亚温退火处理的含钒深冲双相钢的制备方法，该专利技术是通过在较高温度进行亚温预处理，获得较强的再结晶织构，然后进行最终退火处理。由于亚温退火温度过高，在退火过程中带钢之间会产生粘结，从而影响板形与表面质量，同时采用两步热处理工艺，增加了工序流程，不利于节约化生产。中国专利CN103243260A公开了深冲压双相钢及其生产方法，该专利技术通过向钢中添加较高的Nb元素，利用NbC低温析出与高温回溶原理，通过Nb来控制钢中固溶碳含量，此方法对连退温度的控制要求较高，温度稍高会增加钢的固溶C含量，从而影响钢的{111}//ND织构的形成；同时钢中P含量较高，在冲压与二次加工时容易产生冷脆现象。中国专利CN103469089A公开了一种饼形晶粒深冲双相钢板及其制备方法，该专利技术是利用低碳铝镇静钢在罩退过程中形成饼形晶粒与组织遗传原理，在随后退火过程中将饼形晶粒遗留下来，此方法也需要进行组织预处理，增加了工序流程，对节约化生产不利。中国专利CN102162073A公开了一种超深冲用低碳低硅冷轧热镀锌双相钢的制备方法，该专利技术向钢中添加了一定量的贵金属Cr和Mo元素，并采用织构预处理工艺进行生产，较高的织构预处理生产时带钢之间容易发生粘结，从而影响钢带板形与表面质量；同时工序流程长，不利于节约化生产。上述技术主要是采用碳化物低温析出、高温回溶与织构预处理工艺。对于碳化物低温析出、高温回溶对连续退火工艺要求较高，退火温度较低不利于再结晶织构的发展与马氏体形成；退火温度较高使得钢中固溶C含量增加，不利于{111}织构的形成。而织构预处理工艺要求最终退火之前进行较高温度的亚温退火，目前普遍采用的是罩式退火，退火温度高带钢之间容易发生粘结影响带钢板形与表面质量；同时工序流程较长，不利于绿色节约化生产。相关研究表明，在低碳钢中添加一定量的Cu含量，通过控制Cu的析出与偏聚，使Cu阻碍{100}晶粒长大与促进γ纤维织构的形成，进而提高γ织构密度与体积分数，改善最终产品的深冲性能。因此，通过控制Cu在钢中的存在形式，抑制{100}取向的生长与促进{111}织构的发展，提高退火板中极密度I222/I200的比值，显著提高r值。
技术实现思路
：本专利技术针对现有冷轧深冲双相钢及其制备技术中存在的上述不足，提供一种Cu合金化深冲双相钢板及其制备方法。本专利技术在传统双相钢基础上，获得相对较高的r值，可以将其应用于汽车覆盖件或对深冲性能要求较高的复杂零部件生产中。本专利技术提供的一种Cu合金化深冲双相钢板按重量百分比计，该双相钢的化学成分质量百分比为：C：0.015～0.030％，Si：0:10～0.30％，Mn：0.10～0.30％，Cu：0.40～0.60％，Ni：0.30～0.50％，P≤0.020％，S≤0.0030％，N≤0.0040％，Ti：0.010～0.025％，余量为Fe和不可避免的残存杂质元素。该双相钢的主要组织为铁素体、马氏体与少量粒状碳化物，其抗拉强度≥390MPa，延伸率≥25％，r≥1.40。本专利技术提供的一种Cu合金化深冲双相钢板制备方法的具体步骤如下：首先进行冶炼，并在RH炉中精炼以去除N、O等间隙原子，然后通过连铸铸成板坯后进行热轧，热轧加热温度为1050～1150℃，热轧终轧温度为850～890℃，热轧卷取温度为500～600℃，热轧卷经酸洗后冷轧轧制成薄板，冷轧压下率为65～80％；然后进行两相区连续退火，加热温度为780～800℃，保温时间为90～120s，然后以5～8℃/s的速度冷至660～700℃，最后以40～60℃/s的冷却速度快冷至280～320℃进行过时效处理，过时效处理400～600s后冷至室温制得所述深冲双相钢板。所述两相区连续退火过程中，采用30％H2+N2混合气体对所述钢板进行冷却。本专利技术方法首先进行冶炼并在RH炉中精炼，主要目的是获得所需化学成分钢水以及去除钢中N、O、H等间隙原子，消除间隙原子对{111}织构形成的不利作用。将精炼后的钢水通过结晶器与连铸机铸成板坯，铸坯经热轧后获得所需组织与尺寸的热轧带钢，热轧主要目的是控制Cu在钢中的形态以及获得等轴组织，在热轧卷取过程中Cu向板面偏聚析出阻碍{100}晶粒长大，减少{100}织构组分，使γ纤维织构密度增大；部分Cu在热轧时固溶以降低对退火再结晶的作用，以及在退火过程中以细小析出物形式析出增加钢的强度。热轧后的带钢经酸洗去除表面氧化铁皮后，进行冷轧，冷轧圧下率为65～80％，主要是获得最终厚度规格以及通过一定的圧下，获得较强的α织构，为随后的退火形成强的γ织本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Cu合金化深冲双相钢板，其特征在于所述钢板的化学成分按质量百分数为：C：0.015～0.030％，Si：0:10～0.30％，Mn：0.10～0.30％，Cu：0.40～0.60％，Ni：0.30～0.50％，P≤0.020％，S≤0.0030％，N≤0.0040％，Ti：0.010～0.025％，余量为Fe和不可避免的残存杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种Cu合金化深冲双相钢板，其特征在于所述钢板的化学成分按质量百分数为：C：0.015～0.030％，Si：0:10～0.30％，Mn：0.10～0.30％，Cu：0.40～0.60％，Ni：0.30～0.50％，P≤0.020％，S≤0.0030％，N≤0.0040％，Ti：0.010～0.025％，余量为Fe和不可避免的残存杂质元素。2.如权利要求1所述一种Cu合金化深冲双相钢板的制备方法，其特征在于该制备方法的具体步骤为：首先进行冶炼，并在RH炉中精炼，然后通过连铸铸成板坯后进行热轧，热轧加热温度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘红波，闫军，曹京华，沈晓辉，周刘涛，张腾飞，王会廷，章静，曹杰，刘伟明，温永红，吴结文，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34