一种高强度冷轧热镀锌微合金带钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其包括基板和镀锌层，所述基板含有Fe和不可避免的杂质；此外所述基板还含有质量百分含量如下述各化学元素：C：0.06～0.089％，Si：0.06～0.25％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.003％，0＜N≤0.006％；所述基板不含有Ti。此外，本发明专利技术还公开了上述高强度冷轧热镀锌微合金带钢的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼和连铸；(2)热轧；(3)酸洗和冷轧；(4)连续退火热镀锌：控制加热速度≤10s/℃，均热温度为770

【技术实现步骤摘要】
一种高强度冷轧热镀锌微合金带钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种钢及其制造方法，尤其涉及一种冷轧热镀锌微合金带钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]众所周知，节能、减重、降耗是汽车行业的共识。为了达到减重又不降低安全性的目的，现有汽车工业对车身用钢的要求越来越高，其既要求钢材具有高强度又要求兼具良好的成形性能和焊接性能，还需要良好的耐腐蚀性能。
[0003]高强度冷轧热镀锌微合金钢是汽车用高强度钢板中开发较早的一类耐蚀性产品，其具有高强度、成形性好、可焊性好、耐腐蚀以及可制造性好等优点，应用市场十分非常广阔。
[0004]带钢在制造过程中，由于轧制和热处理操作，通常会出现纤维状或带状组织，所以会显示出较明显的各向异性，即使保证退火工艺良好，结晶择优等因素的影响仍然会导致带钢的各向异性不能完全消除。带钢的各向异性在零件制造时会造成很多不良影响，例如出现制耳、零件精度不足甚至开裂等，影响带钢的应用范围。由于冷轧带钢厚度很薄，在实际使用中，对零件的成形影响以钢板平面上的性能差异为主，也称为平面各向异性或面内各向异性，可简称为面内异性。
[0005]在现有技术中，高强度冷轧微合金钢同样也存在着面内异性问题，而且随着强度提升，面内异性也会不同程度增加。目前，市面上不少钢厂可以生产屈服强度低于500MPa的冷轧热镀锌微合金带钢，其横纵向强度差大概在30
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50MPa水平；当屈服强度达到500MPa或更高强度时，一些冷轧热镀锌微合金带钢的横纵向强度差达到60MPa左右，更差的情况甚至达到70
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80MPa或更高，这样将导致在应用上就会受到限制，无法大面积推广。
[0006]基于此，针对现有技术中的不足和缺陷，本专利技术期望获得一种高强度冷轧热镀锌微合金带钢及其制造方法，该高强度冷轧热镀锌微合金带钢不仅具有较高的强度，还具备较低的面内各向异性特点，其成形性、耐蚀性和可焊性良好，且具备合金添加少、生产流程简单、制造容易和成本低廉等优势，可广泛应用于制造汽车结构件、加强件和安全件等零部件，具有十分广阔的应用前景。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一在于提供一种高强度冷轧热镀锌微合金带钢，该高强度冷轧热镀锌微合金带钢可制造性好，生产成本较低，其面内各向异性低，特别是横向和纵向的强度差异较小。此外，该高强度冷轧热镀锌微合金带钢在具有高强度的同时，还兼具良好的成形性、耐蚀性和可焊性，其可以广泛应用于制造汽车结构件、加强件和安全件等零部件，具有十分广阔的应用前景。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其包括基板和镀锌层，所述基板含有Fe和不可避免的杂质；此外所述基板还含有质量百分含量如下
的下述各化学元素：
[0009]C：0.06～0.089％，Si：0.06～0.25％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.003％，0＜N≤0.006％；所述基板不含有Ti。
[0010]进一步地，在本专利技术所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢中，所述基板各化学元素质量百分含量为：
[0011]C：0.06～0.089％，Si：0.06～0.25％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.003％，0＜N≤0.006％；余量为Fe和不可避免的杂质。
[0012]在本专利技术上述的技术方案中，本专利技术高强度冷轧热镀锌微合金带钢的基板中不添加成本低的Ti元素，而是采用单一微合金Nb进行析出强化和细晶强化。这是因为轧硬态的带钢在回复和再结晶时，带钢组织会被细小弥散的碳化物特别是TiC所抑制，从而使亚结构的加工硬化被保留。这些亚结构的加工硬化有利于带钢强度提升，但是再结晶受到限制，很多晶粒会保持长条状，不利于降低横纵向性能差异。
[0013]此外，Ti元素还容易和P、O、S等元素发生反应，造成强化效果损失和性能波动，所以，相较于Ti，Nb合金化钢带钢的性能波动较小，更有利于生产顺行和性能稳定。另外，Ti也特别容易与N结合生产多角的大尺寸硬质颗粒TiN，对材料的性能特别是疲劳性能产生不良影响。
[0014]在本专利技术所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢的基板中，各化学元素的设计原理具体如下所述：
[0015]C：在本专利技术所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢的基板中，C元素是一种价格低廉的基本强化元素，其既可以通过固溶强化提升带钢的强度，也可以与Nb元素结合形成碳化物，通过细晶强化和析出强化机理提升带钢的强度。但需要注意的是，C元素易发生偏析，钢中C元素不宜过高，当钢中C元素含量过高时，易产生中心偏析或导致渗碳体聚集形成带状组织，增加带钢的面内各向异性，也对带钢的塑性和焊接性不利。因此，在本专利技术所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢的基板中，将C的质量百分含量控制在0.06～0.089％之间。
[0016]当然，在某些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以优选地将C的质量百分含量控制在0.06～0.08％之间。
[0017]Si：在本专利技术所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢的基板中，Si是铁素体固溶强化元素，钢中添加适量的Si元素不仅可以起到一定的强化作用，还可以提升钢的塑性，而且，Si元素还有提高钢的纯净度及脱氧等优点。但需要注意的是，钢中Si元素含量不宜过高，钢中Si含量过高时，不仅会影响钢表面质量及涂镀性能，对镀锌不利，而且还会降低钢的焊接性。因此，在本专利技术所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢的基板中，将Si元素的质量百分含量控制在0.06～0.25％之间。
[0018]Mn：在本专利技术所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢的基板中，Mn元素同样也是一种低成本的强固溶强化元素，钢中添加一定量的Mn元素才能满足钢的强度特别是抗拉强度要求。但需要注意的是，Mn是易偏析元素，其在浇注时容易在板坯中心富集，形成中心偏析；在热轧时容易被轧制成带状分布的Mn富集区，形成带状组织，钢中Mn元素含量越高则中心偏析和带状组织越严重，这会恶化钢的面内各向异性，也会降低塑性、弯曲性能、扩孔性能以及焊接性能。此外，Mn还容易在钢板表面富集，对钢板的可镀性能造成不利影响。因此，考
虑到Mn元素含量对本专利技术钢材性能的影响，在本专利技术所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢的基板中，将Mn的质量百分含量控制在1.21～1.49％之间。
[0019]Nb：在本专利技术所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢的基板中，Nb是本专利技术中至关重要的强韧合金化元素，Nb元素可以与钢中的碳和氮等元素形成细小的碳化物和氮化物颗粒，其尺寸为纳米级，这些细小的碳化物和氮化物可以钉扎位错和晶界，能够起到很强的细化晶粒和析出强化效果。但需要注意的是，Nb是贵重合金，添加过多会增加合金成本，而且钢中Nb元素含量不宜过高，钢中Nb元素过多所起到的强化作用也不再明显，还容易导致碳、氮化物偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其包括基板和镀锌层，所述基板含有Fe和不可避免的杂质；其特征在于，所述基板还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.06～0.089％，Si：0.06～0.25％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.003％，0＜N≤0.006％；所述基板不含有Ti。2.如权利要求1所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其特征在于，所述基板各化学元素质量百分含量为：C：0.06～0.089％，Si：0.06～0.25％，Mn：1.21～1.49％，Nb：0.04～0.065％，Al：0.02～0.06％，Ca：0.001～0.006％，0＜B≤0.003％，0＜N≤0.006％；余量为Fe和不可避免的杂质。3.如权利要求1或2所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其特征在于，所述基板各化学元素质量百分含量满足下述各项的至少其中之一：C：0.06～0.08％，Nb：0.04～0.06％，Al：0.02～0.05％，Ca：0.001～0.005％，B：0.001～0.003％。4.如权利要求1或2所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其特征在于，在不可避免的杂质中，P≤0.015％，并且/或者S≤0.005％。5.如权利要求1或2所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其特征在于，所述基板的微观组织为铁素体+渗碳体和/或珠光体，其中珠光体和渗碳体的体积百分比≤10％。6.如权利要求5所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其特征在于，80％以上铁素体的晶粒尺寸小于10um，其中等轴晶比例大于70％。7.如权利要求5所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其特征在于，其中90％以上的渗碳体的颗粒直径≤4um；铁素体基体上弥散分布有纳米级的细小析出物，其中85％以上的析出物直径≤25nm。8.如权利要求1或2所述的高强度冷轧热镀锌微合金带钢，其特征在于，其屈服强度为500
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660MPa，抗拉强度为580
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730MPa，延伸率A50≥17％，其横向、纵向屈服强度差异不大于50MP...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭飞，毕文珍，谢爽，陈孟，吴张炜，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：