一种锌基镀层2000MPa级热成形带钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种锌基镀层2000MPa级热成形带钢及其生产方法，属于冶金技术领域。所述带钢基板的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.25～0.40%，Mn：1.10～1.70%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si：0.1～0.3%，Als：0.030～0.050%，Cr：0.20～0.40%，B：0.0010～0.0030%，Ti：0.035～0.050%，V：0.15～0.30%，N≤0.0030%，其余为铁和不可避免的杂质。其生产方法包括铁水预处理、转炉炼钢、LF精炼、RH精炼、连铸、热轧、冷轧、连续镀锌和光整工序。本发明专利技术带钢具有超高强度、优异的焊接性能和成形性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锌基镀层2000MPa级热成形带钢及其生产方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种锌基镀层2000MPa级热成形带钢及其生产方法。
技术介绍
随着汽车安全性能要求的提高，汽车主机厂越来越多的采用1500-2000MPa级别的热成形钢，既达到减重的目的，也能提高汽车的安全性。但是在热成形过程中表面会发生氧化，因此目前的热成形钢表面带有一层铝硅涂层，防止带钢在热成形过程中的氧化。在热成形过程中,钢板在空气中高温加热导致钢板表面氧化和脱碳,影响了钢板的机械性能,同时为了保证后续的涂装等需要,需将带有氧化铁皮的热成形部件进斤喷丸或酸洗处理,去掉氧化物,大大增加了热成形的成本。此外,汽车部件一般都要求具有一定的耐蚀性能,开发带涂层的热成形钢板成为热成形技术发展的迫切需要。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种锌基镀层2000MPa级热成形带钢及其生产方法；该方法所生产的热成形带钢具有良好的耐蚀性和热冲压成形性能。为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案是：一种锌基镀层2000MPa级热成形带钢，其基板的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.25～0.40%，Mn：1.10～1.70%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si：0.10～0.30%，Als：0.030～0.050%，Cr：0.20～0.40%，B：0.0010～0.0030%，Ti：0.035～0.050%，V：0.15～0.30%，N≤0.0030%，其余为铁和不可避免的杂质。所述带钢抗拉强度≤1000MPa，经热处理后，其抗拉强度为≥2000MPa。上述锌基镀层2000MPa级热成形带钢的生产方法，包括铁水预处理、转炉炼钢、LF精炼、RH精炼、连铸、热轧、冷轧、连续镀锌和光整工序；所述RH精炼工序，添加V和Ti，调整V的质量百分含量为0.15～0.30%，将Ti的质量百分含量为0.035～0.050%。所述转炉炼钢工序，终点温度为1660～1690℃，氧位5～20ppm；转炉终点控制如下：C：0.022～0.040%、P≤0.009%；出钢过程中加入中碳锰铁、铝粒、低碳铬铁和钒铁，控制转炉大包各元素重量百分含量为C：0.30～0.32%、Mn：1.20～1.30%、Cr：0.18～0.25%、Als：0.030～0.050%、V：0.18～0.20%，转炉大包温度为1620～1640℃。所述连铸工序，中包过热度35～45℃，连铸拉速1.0～1.2m/min。所述热轧工序，铸坯加热温度1250～1320℃，加热时间160～240min，精轧进口温度1020～1100℃，终轧温度860～900℃，卷取温度630～670℃。所述冷轧工序，冷轧压下率55～70%。所述连续镀锌工序包括预热段、加热1段、加热2段和均热段；预热段露点为-5℃～+15℃，加热1段露点为-5℃～+10℃，加热2段露点为-10℃～-40℃，均热段露点为-10℃～-40℃。所述连续镀锌工序，均热温度770～860℃，均热时间100～200s；先缓冷至660～720℃，再快冷至420～450℃；缓冷冷却速率10～20℃/s，快冷冷却速率35～65℃/s；镀锌温度458～462℃，镀锌时间5～15s。所述光整工序，光整延伸率0.2～0.8%，轧制力5000～8000kN。将本专利技术所述热成形带钢加工成标准拉伸试样，进行热处理，具体步骤为：加热到870～950℃，保温3～20min进行奥氏体化，然后水淬到室温，随后回火处理，回火温度120～250℃，保温时间5～30min。对上述热处理后的试样进行性能测试，淬火后其抗拉强度≥2000MPa，组织为全马氏体。上述锌基镀层2000MPa级热成形带钢及其生产方法同样适用于钢板。本专利技术化学成分设计思路如下：C：是最便宜的固溶强化元素和奥氏体稳定元素，碳可通过间隙固溶强化来稳定奥氏体相，增加奥氏体的稳定性，因而降低Ac3点，降低退火温度，减少能源消耗；C原子在马氏体中起到间隙固溶强化作用，对马氏体的强化效果远大于其与置换固溶强化合金元素，因此本专利技术碳含量控制在0.25～0.40%。Mn：是奥氏体稳定化元素，可以有效提高奥氏体岛的淬透性，因而降低两相区加热后冷却过程中获得双相组织所必须的冷却速率。Mn也可以降低铁素体中的固溶C，促使C向奥氏体中转移，提高奥氏体淬透性的同时净化铁素体基体，从而提高钢的延性，本专利技术Mn含量控制在1.10～1.70%。Si：Si可以扩大Fe-C相图的＋γ两相区；固溶到铁素体中的Si可以影响位错的交互作用，增加加工硬化速率和给定强度水平下的均匀延伸。Si与C、Mn等元素共同作用增加钢的淬透性，淬火生产更多板条马氏体。因此本专利技术Si含量控制在0.10-0.30%。V：钢中加入V元素是利用V的以下特点：（1）VC的析出强化和细晶强化（Hall-Petch公式），提高强度和塑性；（2）元素V和C结合，降低马氏体中C含量，抑制孪晶型马氏体的出现，提高塑性和韧性；（3）固溶的V提高淬透性；（4）含V钢中所含高结合能的不可逆的氢陷阱，提高抗氢脆性能。本专利技术锌基镀层2000MPa热成形带钢成分中添加了0.15%以上的V，以及0.25%以上C，连退后的析出相VC或(V，Ti，Nb)C,均匀细小的第二相颗粒可提高抗拉强度达100MPa以上，析出粒子尺寸为1～20nm，平均粒径4.5nm。根据析出强化机制，其析出强化增强量可达240MPa。该VC或(V，Ti)C的析出会消耗掉奥氏体中的碳，降低其碳含量，降低其相变后的马氏体中形成孪晶马氏体的分数。因此，基于本专利技术钢中的VC析出，可提高马氏体自身的韧性，马氏体中碳含量降低导致其强度降低，但通过VC析出强化和原奥氏体晶粒的细晶强化提高材料强度。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术成分设计采用添加V元素，通过VC的析出强化，增加抗拉强度，并同时改善塑性；2、本专利技术通过合金元素含量的变化以及工艺参数的调整，获得的产品具有超高强度、优异的焊接和成形性能；3、本专利技术生产的带钢具有良好的抗腐蚀性，成本较镀铝硅产品要低。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术一种锌基镀层2000MPa级热成形带钢的生产方法包括铁水预处理、转炉炼钢、LF精炼、RH精炼、连铸、热轧、冷轧、连续镀锌和光整工序，具体工艺步骤如下所述：（1）铁水预处理工序：采用复合喷吹颗粒Mg，将铁水中S含量降至30ppm以下。（2）炼钢工序：采用100t顶底复吹转炉，转炉终点控制为：C：0.022～0.040%、P≤0.009%；温度为1660～1690℃，氧位：5～20ppm，出钢过程中挡渣，为保证成品磷含量，挡渣方式采用前后双档，并在出钢过程中加入中碳锰铁、铝粒、低碳铬铁和钒铁，控制转炉大包各元素含量如下：C：0.30～0.32%、Mn：1.20～1.30%、Cr：0.18～0.25%、Als：0.030～0.050本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌基镀层2000MPa级热成形带钢，其特征在于，所述带钢基板的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.25～0.40%，Mn：1.10～1.70%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si：0.1～0.3%，Als：0.030～0.050%，Cr：0.20～0.40%，B：0.0010～0.0030%，Ti：0.035～0.050%，V：0.15～0.30%，N≤0.0030%，其余为铁和不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种锌基镀层2000MPa级热成形带钢，其特征在于，所述带钢基板的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.25～0.40%，Mn：1.10～1.70%，S≤0.012%，P≤0.020%，Si：0.1～0.3%，Als：0.030～0.050%，Cr：0.20～0.40%，B：0.0010～0.0030%，Ti：0.035～0.050%，V：0.15～0.30%，N≤0.0030%，其余为铁和不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的锌基镀层2000MPa级热成形带钢，其特征在于，所述带钢抗拉强度≤1000MPa，经热处理后，其抗拉强度为≥2000MPa。


3.基于权利要求1或2所述的锌基镀层2000MPa级热成形带钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括铁水预处理、转炉炼钢、LF精炼、RH精炼、连铸、热轧、冷轧、连续镀锌和光整工序；
所述RH精炼工序，添加V和Ti，调整V的质量百分含量为0.15～0.30%，将Ti的质量百分含量为0.035～0.050%。


4.根据权利要求3所述的锌基镀层2000MPa级热成形带钢的生产方法，其特征在于，所述转炉炼钢工序，终点温度为1660～1690℃，氧位5～20ppm；转炉终点控制如下：C：0.022～0.040%、P≤0.009%；出钢过程中加入中碳锰铁、铝粒、低碳铬铁和钒铁，控制转炉大包各元素重量百分含量为C：0.30～0.32%、Mn：1.20～1.30%、Cr：0.18～0.25%、Als：0.030～0.050%、V：0.18～0.20%，转炉大包温度为1620～16...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘靖宝，邝霜，冯晓勇，王朝，陈卓，刘丽萍，杨明维，田秀刚，张军，
申请(专利权)人：唐山钢铁集团有限责任公司，河钢股份有限公司唐山分公司，
类型：发明
国别省市：河北;13