1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢及快速热处理热镀锌制造方法技术

1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢及快速热处理镀锌制造方法，该钢成分质量百分比为：C 0.10～0.17％，Si 0.2～0.7％，Mn1.8～2.8％，Cr 0.3～0.9％，Nb 0.02～0.07％，Ti 0.02～0.07％，B 0.002～0.005％，P≤0.02％，S≤0.005％，Al 0.02～0.05％，还可含有Mo、V中的一种或两种，Cr+Mo+Ti+Nb+V≤1.1％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。热镀锌步骤包括：快速加热～短时保温～快速冷却～热镀锌～快速冷却(热镀纯锌GI产品)；快速加热～短时保温～快速冷却～热镀锌～再加热～合金化处理～快速冷却(合金化热镀锌GA产品)。本发明专利技术通过快速热处理改变退火过程中变形组织的回复、铁素体再结晶及奥氏体相变过程，增加晶粒形核点，缩短晶粒长大时间，细化晶粒。细化晶粒。细化晶粒。

【技术实现步骤摘要】
1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢及快速热处理热镀锌制造方法


[0001]本专利技术属于材料快速热处理
，特别涉及一种1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢(包括热镀纯锌GI产品和合金化热镀锌GA产品)及快速热处理镀锌制造方法。

技术介绍

[0002]随着人们对能源节约以及材料服役安全意识的逐步提高，很多汽车制造商选择高强钢作为汽车用材，汽车行业采用热镀锌高强度钢板减薄钢板厚度的同时，能够提高汽车的耐蚀性、抗凹陷性、耐久强度、大变形冲击强度和安全性等，因此汽车用钢板必将朝着高强、高韧、耐蚀、易成型加工的方向发展。
[0003]在汽车用高强钢中，热镀锌双相钢应用最为广泛并且应用前景最好。低碳低合金双相钢具有屈强比低、初始加工硬化速率高以及强度和塑性匹配性好等特点，成为目前广泛使用的强度高、成形性好的汽车结构冲压用钢。
[0004]热镀锌双相钢是由低碳钢或低合金高强度钢经临界区退火处理或热轧控冷而得到，其显微组织主要由铁素体和马氏体组成。热镀锌双相钢利用“复合材料”的原理使得钢中各相(铁素体和马氏体)的优点尽可能得到发挥，同时使某一相的劣势或缺点由于其它相的存在而减轻或消除。
[0005]热镀锌双相钢的力学性能主要取决于以下三个方面：
[0006]一、基体相的晶粒大小、合金元素分布；
[0007]二、第二相的大小、形状、分布和体积分数；
[0008]三、基体和第二相二者相结合的特点。
[0009]因此，如何获得低成本、高性能具有良好强塑性匹配的热镀锌双相钢产品成为各大钢铁企业追求的目标，受到了广大钢企和汽车用户的广泛关注。
[0010]热镀锌双相钢是通过临界区均热保温、快速冷却处理后进行热镀锌工艺得到的，该工艺为：将带钢加热到两相临界区温度保温，然后将试样以高于马氏体相变所需冷速冷却到一定温度形成双相组织，而后热镀锌(热镀温度450
‑
460℃)，热镀锌后再快速冷却到室温得到一定量的马氏体和铁素体的双相组织。
[0011]目前，针对热镀锌双相钢开发的主要手段是通过添加合金元素、调整临界退火工艺中均热温度、时间、冷速而改变热镀锌双相钢的组织性能。
[0012]中国专利CN105950998A公开了“一种1000MPa热镀锌双相钢的生产方法”，其采用普通的加热速率和冷却速率，且无回火处理过程，得到抗拉强度1010～1050MPa，延伸率11～14％左右的普通1000MPa级热镀锌双相钢。
[0013]中国专利CN104561812B公开了“一种1000MPa级高铝热镀锌双相钢的制备工艺及方法”，其主要在于以铝代硅，避免Si元素在钢板表面富集氧化而产生漏镀等缺陷，其抗拉强度1020～1080MPa左右，延伸率12～13％左右。
[0014]中国专利CN102021482B公开了“一种1180MPa级别的冷轧热镀锌双相钢及其制造方法”，该专利采用传统连续退火热镀锌工艺，通过在热镀锌退火工艺中在加热区采用直燃工艺，降低高Si含量对镀锌表面质量的影响，其快冷速率要求为1
‑
40℃/s，得到的实物性能抗拉强度大于1180MPa，屈服强度690～850MPa，总延伸率大于8％(50标距)。该专利技术采用高Si含量，基板在高温退火过程中表面容易发生选择性氧化而使钢板漏镀，导致镀锌表面质量和焊接性能下降，从而影响后续的涂装和焊接等用户使用性能。
[0015]中国专利CN106471147B公开了“一种高强度多相钢、生产方法和用途”，该专利技术高强度多相钢化学成分按重量百分数计为：C：0.05～0.15％、Mn：2.0～3.0％、Al≤0.1％，Si：0.3～1.5％、Nb：0.01～0.05％、N≤0.02％、Cr+Mo：0.1～1.0％、B：0.0001～0.0025％、Ti≤0.5％、V≤0.01％、S≤0.01％、P≤0.05％，其余为Fe和其他不可避免杂质。通过高于1180℃温度开轧，高于800℃终轧，500
‑
800℃卷取，40～60％冷轧压下，传统加热速率加热到500～750℃，此时具有一定的氧化气氛0.2～0.4％的氧气对带钢进行氧化，随后加热至750
‑
950℃退火且对钢板表面进行还原处理，退火时间30～300s，12～28℃/s快冷至440～470℃进行30
‑
180s的时效处理，随后进入锌池进行热镀锌处理，镀锌后以大于1℃/s以上冷速冷到室温。其屈服强度Rp
0.2
为596～833MPa，抗拉强度在1066～1294MPa左右，延伸率在8.3～13.8％左右。该专利技术含有较高的C、Mn、Si元素，这将影响其焊接性能，同时添加有Cr、Mo等贵金属元素，提高了其合金成本，且其在热镀锌前需要进行时效处理，这增加了连续热处理生产的成本和难度。
[0016]中国专利CN105274301B公开了“一种屈服强度≥220MPa铁锌合金镀层钢板的生产方法”，其方法为经铁水脱硫、转炉冶炼并连铸成坯；进行热轧：粗轧温度1045℃，精轧温度880℃；卷取温度675℃；冷轧至所需厚度；连续热镀锌，机组速度在100
‑
130m/min，锌液温度在460℃；快速冷却，冷却速度43℃/s；锌铁合金化后采用气雾进行冷却，冷却速度38℃/s。该专利技术在保证屈服强度为220
‑
260MPa，抗拉强度为300
‑
380MPa，伸长率≥43％的前提下，锌铁合金镀层表面晶粒细小、大小分布均匀、镀层表面空洞所占面积比≤5％、表面无微裂纹，冲压成形时镀层不易出现粉化与脱落现象，即90
°
V弯测试评级达2级。
[0017]该专利技术的主要特征在于保证力学性能的前提下，对锌铁合金镀层进行快速冷却处理，以获得表面晶粒细小、大小分布均匀、镀层表面空洞少、无微裂纹、冲压成形时镀层不易出现粉化与脱落现象的镀层性能。该方法仅仅是通过镀后或合金化后的快速冷却来获得较好的锌铁合金镀层性能；而无法通过热镀过程的工艺调整来对基板组织和性能进行调整，因此其所得到的基板强度不高。
[0018]中国专利201711385129.9公开了“一种780MPa级别低碳低合金热镀锌TRIP钢及其快速热处理方法”，其化学成分质量百分比为：C：0.16
‑
0.22％，Si：1.2
‑
1.6％，Mn：1.6
‑
2.2％，余量为Fe和其它不可避免的杂质元素，其通过下述快速热处理工艺获得：带钢由室温快速加热至790℃～830℃奥氏体和铁素体两相区，加热速率为40～300℃/s；在两相区加热目标温度区间停留时间为60
‑
100s；带钢从两相区温度快速冷却至410
‑
430℃，冷却速度为40
‑
100℃/s，并在此温度区间停留200
‑
300s；将带钢从410
‑
430℃再加热至460...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其化学成分质量百分比为：C：0.10～0.17％，Si：0.2～0.7％，Mn：1.8～2.8％，Cr：0.3～0.9％，Nb：0.02～0.07％，Ti：0.02～0.07％，B：0.002～0.005％，P≤0.02％，S≤0.005％，Al：0.02～0.05％，还可含有Mo、V中的一种或两种，且Cr+Mo+Ti+Nb+V≤1.1％，余量为Fe和其它不可避免的杂质，并通过下述工艺获得：1)冶炼、铸造按上述化学成分冶炼并铸造成板坯；2)热轧、卷取卷取温度550～680℃；3)冷轧冷轧压下率为40～85％；4)快速热处理、热镀锌冷轧后的钢板快速加热至750～845℃，所述快速加热采用一段式或两段式；采用一段式快速加热时，加热速率为50～500℃/s；采用两段式快速加热时，第一段以15～500℃/s的加热速率从室温加热至550～650℃，第二段以50～500℃/s的加热速率从550～650℃加热至750～845℃；之后进行均热，均热温度：750～845℃，均热时间：10～60s；均热结束后以5～15℃/s的冷却速率缓慢冷却至670～770℃，随后以50～150℃/s的冷却速率快速冷却至460～470℃，浸入锌锅进行热镀锌；热镀锌之后，以30～150℃/s的冷却速率快速冷却至室温，获得热镀纯锌GI产品；或者，热镀锌之后，以30～200℃/s的加热速率加热到480～550℃进行合金化处理，合金化处理时间10～20s；合金化处理后以30～250℃/s的冷却速率快速冷却至室温，获得合金化热镀锌GA产品。2.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，所述C含量为0.10～0.15％。3.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，所述Si含量为0.2～0.5％。4.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，所述Mn含量为2.0～2.6％。5.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，所述Cr含量为0.5～0.7％。6.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，所述Ti含量为0.02～0.05％。7.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，所述Nb含量为0.02～0.05％。8.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，所述快速热处理、热镀锌全过程用时为30～142s。9.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，步骤2)中，所述热轧温度≥A
r3
。
10.如权利要求1或9所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，步骤2)中，所述卷取温度为580～650℃。11.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，步骤3)中，所述冷轧压下率为60～80％。12.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，步骤4)中，所述快速加热采用一段式加热时加热速率为50～300℃/s。13.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，步骤4)中，所述快速加热采用两段式加热：第一段以15～300℃/s的加热速率从室温加热至550～650℃，第二段以50～300℃/s的加热速率从550～650℃加热至750～845℃。14.如权利要求1所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，步骤4)中，所述快速加热采用两段式加热：第一段以30～300℃/s的加热速率从室温加热至550～650℃，第二段以80～300℃/s的加热速率从550～650℃加热至750～845℃。15.如权利要求1～14任一项所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，所述热镀锌双相钢的金相组织为均匀分布的铁素体和马氏体双相组织，平均晶粒尺寸在1～3μm。16.如权利要求1～15任一项所述的1280MPa级别低碳低合金超高强度热镀锌双相钢，其特征是，所述热镀锌双相钢的屈服强度为963～1109MPa，抗拉强度为1282～1443MPa，延伸率为7...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，李俊，杜小峰，王骏飞，熊伟，毛展宏，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：