980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢及快速热处理热镀锌制造方法技术

980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢及快速热处理热镀锌制造方法，该钢成分质量百分比为：C 0.05～0.12％，Si 0.1～0.5％，Mn 1.4～2.2％，Nb 0.02～0.04％，Ti 0.03～0.05％，P≤0.015％，S≤0.003％，Al 0.02～0.055％，还可含有Cr、Mo、V中的一种或两种，且Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.5％，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，增加再结晶和奥氏体形核点，缩短晶粒长大时间，最终获得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，提高了材料的强度。提高了材料的强度。提高了材料的强度。

【技术实现步骤摘要】
980MPa级别低碳低合金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980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢(包括热镀纯锌GI产品和合金化热镀锌GA产品)及快速热处理热镀锌制造方法。

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]在汽车用热镀锌高强钢中，热镀锌双相钢应用最为广泛并且应用前景最好。低碳低合金热镀锌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，保温一段时间后，重新加热至热镀锌温度450
‑
460℃，进行热镀锌处理，热镀锌后进行冷却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CN105950998B公开了“一种1000MPa热镀锌双相钢的生产方法”，该高强度双相钢化学成分按重量百分数计为：C：0.05～0.10％、Si：0.2～0.6％、Mn：1.4～1.9％、Cr：0.20～0.7％、Mo：0.2～0.5％、Al：0.02～0.06％、B：0.001～0.003％、P≤0.015％、S≤0.005％、N≤0.006％，Ti：0.02～0.05％、Nb：0.01～0.04％、其余为Fe和其他不可避免杂质。通过1050～1070℃开轧，850～950℃终轧，600
‑
700℃卷取，51
‑
53％冷轧压下，830
‑
840℃退火，35
‑
45℃/s快冷至440
‑
460℃锌池温度进行热镀锌处理，镀锌后以6～8℃/s冷速冷到室温。该双相钢的力学性能：屈服强度Rp
0.2
＝630～700MPa，抗拉强度R
m
＝1010～
1050MPa，延伸率最大11～14％。该专利技术的方法采用传统的慢速加热退火热镀锌工艺，因此为获得高的强度和良好的可镀性，其添加了Cr、Mo、Ti、Nb、B等较多的合金元素，特别是较多的Mo、Nb、Ti等贵重金属元素，这不仅增加了成本，同时也给各制造工序带来了困难。
[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”，该高强度双相钢化学成分按重量百分数计为：C：0.14～0.16％、Si≤0.05％、Mn：1.7～1.9％、Cr：0.40～0.6％、Mo：0.2～0.3％、Al：0.7～0.9％、P≤0.009％、S≤0.003％、N≤0.005％，其余为Fe和其他不可避免杂质。通过1150℃以上温度开轧，800～850℃终轧，600
‑
700℃卷取,60
‑
70％冷轧压下，760
‑
840℃退火，退火时间60～120s，15～22℃/s快冷至450
‑
470℃锌池温度进行热镀锌处理，镀锌后以10～20℃/s冷速冷到室温。其屈服强度459～510MPa，抗拉强度1020～1082MPa左右，延伸率12～13％左右。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。同时通过添加Mn、Cr、Mo等元素来提高钢的强度和韧性。虽然其通过化学成分和制备方法优化得到具有优良综合力学性能和表面质量的热镀锌双相钢，但其C、Mn元素含量高，显著降低了材料的焊接性能，添加较高含量的Cr、Mo等贵金属元素，提高了其合金成本；同时其采用较高的铝含量，这会导致生产难度明显加大，易造成浇铸过程中高铝钢堵水口等问题。
[0014]中国专利CN101348885B公开了“一种1000MPa级冷轧热镀锌双相钢及其制造方法”，该高强度双相钢化学成分按重量百分数计为：C：0.06～0.18％、Si≤0.1％、Mn：1.2～2.5％、Cr：0.05～0.6％、Mo：0.05～0.5％、Al：0.005～0.05％、Ti：0.01～0.05％、Nb：0.01～0.06％、P≤0.02％、S≤0.01％、N≤0.005％，其余为Fe和其他不可避免杂质。通过800～900℃终轧，600
‑
700℃卷取，60
‑
75％冷轧压下，780
‑
840℃退火，退火均热时间40～100s，以10～20℃/s的冷却速度冷却至450
‑
470℃锌池温度进行热镀锌处理，镀锌后以8～20℃/s的冷速冷到室温。其屈服强度598～688MPa，抗拉强度1022～1156MPa左右，延伸率9.5～12.2％左右。其主要在于采用Cr、Mo来代替Si元素，以扩大奥氏体+铁素体两相区，提高双相钢的淬透性。同时通过添加Nb、Ti元素来细化晶粒以提高钢的强度和韧性，使得钢具有良好的可焊性和使用性。虽然通过化学成分和制备方法优化得到具有优良综合力学性能和表面质量的热镀锌双相钢，但其C、Mn元素含量高，显著降低了材料的焊接性能，无法满足汽车厂对碳当量的要求(一般要求碳当量≤0.24)，同时添加了较多的Cr、Mo、Nb、Ti等贵金属元素，提高了合金成本，也增加了热处理前工序的制造难度。
[0015]中国专利CN108441763A公开了一种抗拉强度1000MPa级冷轧热镀锌双相钢及其制备方法。该高强度双相钢化学成分按重量百分数计为：C：0.06～0.11％、Si：0.3～0.5％、Mn：1.0～3.0％、Cr：0.2～0.5％、Mo：0.1～0.3％、Als：0.03～0.06％、P≤0.015％、S≤0.004％、N≤0.005％，并含有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，其化学成分质量百分比为：C：0.05～0.12％，Si：0.1～0.5％，Mn：1.4～2.2％，Nb：0.02～0.04％，Ti：0.03～0.05％，P≤0.015％，S≤0.003％，Al：0.02～0.055％，还可含有Cr、Mo、V中的一种或两种，且Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.5％，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980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，其特征是，所述C含量为0.05～0.10％。3.如权利要求1所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，其特征是，所述Si含量为0.15～0.45％。4.如权利要求1所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，其特征是，所述Mn含量为1.6～2.0％。5.如权利要求1所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，其特征是，所述快速热处理热镀锌全过程用时为30～142s。6.如权利要求1所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，其特征是，步骤2)中，所述热轧温度≥A
r3
。7.如权利要求1或6所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，其特征是，步骤2)中，所述卷取温度为580～650℃。8.如权利要求1所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，其特征是，步骤3)中，所述冷轧压下率为60～80％。9.如权利要求1所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，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。10.如权利要求1所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，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℃。11.如权利要求1所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，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℃。12.如权利要求1～11任一项所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，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。13.如权利要求1～12任一项所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢，其特征是，所述热镀锌双相钢的屈服强度为543～709MPa，抗拉强度为989～1108MPa，延伸率为11.9～15.2％，强塑积12.2～15.2GPa％。14.如权利要求1～13任一项所述的980MPa级别低碳低合金热镀锌双相钢的快速热处理热镀锌制造方法，其特征是，包括以下步骤：1)冶炼、铸造按所述的化学成分冶炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，李俊，张理扬，刘华飞，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：