一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板，其特征在于，化学成分质量百分比为：C：0.0018％～0.0033％；Si：≤0.02％；Mn：0.22％～0.30％；P：0.015％～0.025％；S：≤0.01％；Ti：0.002％～0.01％；Nb：0.002％～0.01％；Als：0.04％～0.06％；N：≤0.003％；固溶C：0.0005％～0.0015％，余量铁和其它熔炼过程中的杂质。所述热镀锌钢板厚度为0.5～2.5mm，屈服强度180～240MPa，抗拉强度290～360MPa，延伸率A80≥38％，n90≥0.19，1.9≤r90≤3.0，烘烤硬化值BH2≥30MPa，在产品制造后的6个月内，烘烤硬化值保持在30MPa～50MPa的有效范围内。本发明专利技术可以解决目前低强度级别超低碳烘烤硬化钢板烘烤硬化性能不稳定，时效性差以及由此造成的性能波动，从而有效改善冲压性能和材料的抗凹性能。

A kind of hot-dip galvanized steel sheet with stable bake hardening property and its production method

【技术实现步骤摘要】
一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板及其生产方法
本专利技术涉及冶金
，特别涉及一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板及其生产方法。
技术介绍
目前汽车薄板市场的主流产品主要有无间隙原子钢(IF)、高强含磷无间隙原子钢(IF-P)和烘烤硬化钢(BH)等。塑性很高的IF钢虽然能满足复杂冲压成型的要求，但由于较低的屈服强度和较差的抗凹陷性能，使其大范围应用受到了限制。在过去的二十多年里，多种烘烤硬化钢被开发而且被汽车制造商所应用，其中超低碳烘烤硬化钢板是在传统软IF钢的基础上开发出来，具有IF钢优异的冲压成形性能，经烘烤处理后又可兼具高塑性和较好抗凹陷性能，冲压烘烤后钢板屈服强度增加约30-50MPa。超低碳烘烤硬化钢板(ULC-BH)作为烘烤硬化钢中的一种，由于其优异的成形性能和良好的抗凹陷性能，成为当今汽车车身面板主要材料之一。目前我国国内只有少数钢厂能够生产高成品合格率和稳定烘烤硬化性能的热镀锌超低碳烘烤硬化钢。对于生产ULC-BH钢板来说，最核心的技术是对烘烤硬化性能的稳定化控制。合理的成分设计和退火工艺是保证烘烤硬化钢在满足强度和冲压要求前提下最大化发挥烘烤硬化性能的关键。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板及其生产方法，可以解决目前低强度级别超低碳烘烤硬化钢板烘烤硬化性能不稳定，时效性差以及由此造成的性能波动，从而有效改善冲压性能和材料的抗凹性能。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板，化学成分质量百分比为：C：0.0018％～0.0033％；Si：≤0.02％；Mn：0.22％～0.30％；P：0.015％～0.025％；S：≤0.01％；Ti：0.002％～0.01％；Nb：0.002％～0.01％；Als：0.04％～0.06％；N：≤0.003％；固溶C：0.0005％～0.0015％，余量铁和其它熔炼过程中的杂质。所述热镀锌钢板厚度为0.5～2.5mm，屈服强度180～240MPa，抗拉强度290～360MPa，延伸率A80≥38％，n90≥0.19，1.9≤r90≤3.0，烘烤硬化值BH2≥30MPa；一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板的生产方法，包括炼钢、连铸、板坯加热、热轧、层流冷却、酸洗、冷轧、连退、平整；其中：1)铸坯在步进式加热炉中加热保温，保温温度为1200℃～1240℃，出炉后高压水除磷，粗轧机入口温度1100℃～1150℃，精轧机终轧温度920℃～960℃，层流冷却后卷取，卷取温度710℃～750℃。冷轧总压下率为80％～85％；2)冷硬卷在热镀锌线上首先进行表面清理，随后进入连续退火炉，退火炉分为加热段、保温段和冷却段，加热段温度为790℃～840℃，保温段温度790℃～840℃，保温段露点温度：-30℃～-50℃，缓冷温度：650℃～690℃，快冷温度470℃～520℃；生产线速度90～120℃/min，快冷段冷却速率≥25℃/s，过时效段温度450℃～480℃，平整延伸率1.7％～1.8％。烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板的烘烤硬化值大于30MPa，在产品制造后的6个月内，烘烤硬化值保持在30MPa～50MPa的有效范围内。本专利技术采用的是Ti-Nb微合金设计的超低碳烘烤硬化钢，成分体系的设计思路为：为了保留一定量间隙固溶C原子产生烘烤硬化作用，将钢中C含量控制在0.0018～0.0033％，N含量不大于0.003％，冶炼、热轧及其退火过程中与Ti、Nb元素共同配合，在不同阶段固溶析出，并最终实现控制固溶碳含量的目的。从高温冶炼到低温冷却过程中，含Ti-Nb的微合金钢中依次发生以下碳氮化物的析出反应：Ti+N→TiN，Al+N→AlN，Nb+C→NbC，Ti+C→TiC。为确保最终成品板材中固溶碳含量满足要求，钢中Nb/C原子比需介于0.3-0.6之间，目的是为了实现钢中Nb与C完全结合同时又能形成少量TiC；当Ti/N原子比小于1时，钢中固溶碳含量主要由总碳含量与Nb含量决定，可依照公式w(C)unstabilized＝w(C)total-0.129w(Nb)调整元素含量。当Ti/N原子比大于1时，钢中固溶碳含量除了与Nb含量相关外，还与Ti含量相关，可依照公式w(C)unstabilized＝w(C)total-0.251w(Ti)-0.129w(Nb)+0.858w(N)调整元素含量。通过利用钢中原有固溶C以及热镀锌退火过程中碳化物分解形成的固溶C来调控最终成品板材中固溶C含量满足5-15ppm要求，即固溶C含量的调整策略是由退火工艺来决定的，通过控制固溶碳C的含量来实现成品板材稳定的烘烤硬化性能。Ti元素为本专利技术成分体系的关键元素之一，主要与钢中N、C形成化合物并最终调控钢中固溶C含量稳定在5～15ppm。Nb元素为本专利技术成分体系关键元素之一，主要与钢中C形成碳化物并最终调控钢中固溶碳含量稳定在5～15ppm。Mn元素为本专利技术成分体系的强化元素之一，主要起固溶强化作用，为了确保材料最终抗拉强度不低于290MPa，Mn添加量在0.22％～0.30％。Si元素为本专利技术成分体系中对镀后表面影响较大元素，主要起固溶强化作用，为了确保材料热镀锌后优良的表面质量，Si添加量小于0.02％。P元素作为本专利技术成分体系的强化元素之一，主要通过置换固溶起固溶强化作用，为确保材料最终抗拉强度满足要求，并避免产品的冷脆性，P添加量上限为0.025％。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：1.采用Ti微合金设计的烘烤硬化钢对炼钢工序要求非常严格。采用Nb微合金设计的烘烤硬化钢需要相对较高的温度才能发生再结晶，对退火炉的要求较高。而采用Ti-Nb微合金设计的烘烤硬化钢析出物种类少，且炼钢过程中Nb元素的波动对固溶C影响较小；另外，Nb可显著细化铁素体晶粒并提高强度，因此，采用Ti-Nb微合金设计烘烤硬化钢中可用Ti来固定钢中N，Nb来固定钢中C，炼钢生产控制难度较低。2.采用Ti-Nb微合金设计的烘烤硬化钢具有良好的综合性能，包括优异的涂镀性能，并且再结晶退火温度低于Nb微合金设计的烘烤硬化钢，可以满足绝大多数热镀锌退火炉的需要。3.本专利技术成分设计对N含量进行了上限要求(＜30ppm)，当Ti/N比小于1时，钢中主要形成NbC，固溶C含量的调控通过退火过程中回溶部分NbC来实现；当Ti/N比大于1时，钢中主要形成NbC和少量TiC，固溶碳含量的调控通过退火过程中回溶TiC和部分NbC来实现。4.采用本专利技术的成分设计，因TiC固溶温度为780℃～820℃，NbC固溶温度为800℃～840℃，可以通过小范围调整退火温度来实现钢板中固溶碳含量的微调，当原料碳含量出现波动时，可在热镀锌线上通过适当调整炉温来灵活控制钢板最终的烘烤硬化性能满足30～50MPa要求，如碳含量高于35ppm时降低保温温度至790℃～810℃，碳含量低于15ppm时升高保温温度至820℃～840℃。5.本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板，其特征在于，化学成分质量百分比为：/nC：0.0018％～0.0033％；Si：≤0.02％；Mn：0.22％～0.30％；P：0.015％～0.025％；S：≤0.01％；Ti：0.002％～0.01％；Nb：0.002％～0.01％；Als：0.04％～0.06％；N：≤0.003％；固溶C：0.0005％～0.0015％，余量铁和其它熔炼过程中的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板，其特征在于，化学成分质量百分比为：
C：0.0018％～0.0033％；Si：≤0.02％；Mn：0.22％～0.30％；P：0.015％～0.025％；S：≤0.01％；Ti：0.002％～0.01％；Nb：0.002％～0.01％；Als：0.04％～0.06％；N：≤0.003％；固溶C：0.0005％～0.0015％，余量铁和其它熔炼过程中的杂质。


2.根据权利要求1所述的，一种烘烤硬化性能稳定的热镀锌钢板，其特征在于，所述热镀锌钢板厚度为0.5～2.5mm，屈服强度180～240MPa，抗拉强度290～360MPa，延伸率A80≥38％，n90≥0.19，1.9≤r90≤3.0，烘烤硬化值BH2≥30MPa，在产品制造后的6个月内，烘烤硬化值保持在30MPa～50MPa的有效范围内。

【专利技术属性】
技术研发人员：卜凡征，王玉斌，郑连辉，吴庆美，郭强，夏晶，
申请(专利权)人：鞍钢蒂森克虏伯汽车钢有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21