一种冷轧热镀锌双相钢及其制造方法技术

冷轧热镀锌双相钢板，其基板的按重量百分比计的化学成分为：Ｃ：０．０８～０．１８％，Ｓｉ：０．５０～１．５０％，Ｍｎ：１．５０～２．５％，Ｃｒ：０．１０～１．０％，Ｍｏ：０．０２～０．５％，Ｎｂ：０．００５～０．０５％，Ｔｉ：０．００５～０．０５％，Ｔ．Ａｌ：０．０２～０．０５％，Ｐ：≤０．０２％，Ｓ：≤０．０１％，Ｎ：≤０．００６％，余为Ｆｅ。其制造方法包括：氧气顶吹转炉中冶炼，并在加热钢包中精炼，然后通过连铸铸成板坯，按常规热轧、酸连轧、热镀锌退火工艺；其中，临界退火温度为７６０～８４０℃，在铁素体和奥氏体两相区完成；１ＣＲ段冷却：从退火温度至锌池的冷速为１～４０℃／Ｓ；然后，基板进入４５０～４６５℃的锌池完成镀锌处理；再进行２ａＣＲ段冷却，冷速大于３℃／Ｓ。该钢种抗拉强度高，屈强比低，可冲压成型；强度和韧性匹配好；初始加工硬化速率高；无屈服延伸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低合金高强钢，特别是IlSOMpa冷轧热镀锌双相钢及其制造方法。
技术介绍
汽车工业发展至今，节能减重、增加安全性、提高车体耐蚀性等已成为人们追 求的目标，因此，采用高强度和镀锌钢板是汽车用钢发展的必然趋势。双相钢是目前汽车行业应用最为广泛的高强钢，汽车用双相钢分有热轧双相 钢、冷轧双相钢及冷轧热镀锌双相钢，目前较为成熟的是冷轧双相钢，冷轧热镀锌双相 钢已经商业化，抗拉强度级别主要有500MPa、600MPa> 800MPa，而980MPa的冷轧热 镀锌双相钢可见报道不多，特别是IlSOMPa冷轧热镀锌双相钢目前尚未见报道和相关专 利文献。US 7311789B2、JP 2006283071A、JP 2006052445A、EP 2028282A1、 CN200410084680.6、CN200380109234.X 等，其中 EP 2028282A1 阐述的成分 0.12 0.18% C, 0.2 0.4% Si，同时也加入少量B等，通过热镀锌退火屈服强度最低可达 580MPa,抗拉强度可达lOOOMPa，延伸率(A80)可达10% ；专利JP 2006283071A是一种生产热镀锌双相钢的制造方法，化学成分Si含量较高，利用热镀锌过程中在进锌锅之 前在钢板表面闪镀一层薄薄的Ni和Ni-Fe，改善了钢板表面因为元素Si、Mn表面富集引 起的漏镀现象；专利JP 2006052445A阐述了一种能兼顾生产TRIP和DP钢的带有高速冷 却能力的设备，冷却速度在10 100°C/s，通过采用不同冷却速度可生产高强钢；专利 CN200410084680.6表明的是一种无Si成分的双相钢，从退火温度到锌池冷速5 16°C / s,出锌锅后冷速大于7°C/s，得到抗拉强度大于SOOMPa的低屈强比的双相钢，同时由于 不含Si元素而具有良好的表面质量。目前，热轧双相钢最高强度可达到980MPa，冷轧双相钢最高可有1200MPa， 而热镀锌双相钢目前最高做到980MPa，由于热镀锌退火工艺中必须通过460°C的锌液温 度，这个温度下易发生贝氏体转变，得到双相钢组织变得困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冷轧热镀锌双相钢板，其镀锌前的基板是冷轧板，以 相变为强化机制，微观组织是在韧性的铁素体基体上加上高强度的马氏体。该钢种具有 抗拉强度高，大于1180MPa，屈强比低，可冲压成型；强度和韧性匹配好；初始加工硬 化速率高；无屈服延伸避免了成型后零件表面起皱等优良性能。可用于一些汽车结构 件、防撞件等。并考虑了基板的可焊性。因为热镀锌工艺的特殊性，对于IlSOMPa级的冷轧热镀锌双相钢板，成分设计 至关重要，首先，它与冷轧双相钢在合金设计上有两个不同之处，冷轧双相钢的退火是 在连退生产线上完成，当冷却速度足够大，在成分中主要以价廉的Si、Mn为主加元素 来提高钢的淬透性，而冷轧热镀锌双相钢的生产是在镀锌线上完成的，要经过460°C左右的锌池，故有 两个问题需要考虑，一是要添加足够量的合金元素，进一步提高基板的淬 透性，满足镀锌线的冷却速度，二是要考虑基板的可镀性，Si、Mn元素过多时在退火过 程中易在表面形成富集，影响镀锌时基板的浸润性，造成漏镀等镀锌缺陷，这就需要用 Cr、Mo元素部分替代Si、Mn等元素，减少其添加量。另一方面，为了达到IlSOMPa 的强度，添加的元素数量和种类必将加大，这些都势必会影响材料的焊接性，增加生产 成本等。冷轧热镀锌双相钢生产中，以Cr、Mo部分替代Si、Mn等这一合金设计原则已 成为共识，且由于Si、Mn添加的限制，使得热镀锌双相钢一直在450 980MPa的冷轧 热镀锌双相钢中范围，难以突破再高的强度级别。本专利技术在于为达到IlSOMPa级的强 度，基板为冷轧板，镀层分有热镀锌及锌铁合金化热镀锌，热镀锌退火工艺中在加热区 采用直燃工艺，使得高Si含量下也能得到满意的镀锌表面质量，且针对本专利技术基板成分 采用相应优化的冷却、镀锌工艺，得到微观组织为铁素体加马氏体和少量贝氏体，马氏 体含量在30 50%，抗拉强度大于1180MPa，屈服强度690 850MPa，总延伸率大于 8% (50 标距)。根据本专利技术的冷轧热镀锌双相钢，其基板的按重量百分比计的化学成分为 C 0.08 ~ 0.18%, Si 0.50 ~ 1.50%, Mn 1.50 ~ 2.5%, Cr 0.10 ~ 1.0%, Mo: 0.02 — 0.5%, Nb: 0.005 — 0.05%, Ti: 0.005 — 0.05%, T.A1 (总招)0.02 — 0.05%, P <0.02%, S <0.01%, N <0.006%, Fe:余量。为了进一步满足力学性能的命中率和稳定性，优选地，C 0.095 0.12%， Si: 0.8 1.2%，Mn 1.90 ~ 2.5%, Cr 0.40 0.60%，Mo 0.04 0.30%，Nb: 0.005 ~ 0.025%, Ti 0.01 ~ 0.05%, P <0.01%, S <0.006%, N:$0.003%。本专利技术合金设计的理由如下C C是重要的固溶强化元素，是获得高强度的保证，C含量太低时，同一临界 退火加热时铁素体和奥氏体两相区内的奥氏体量减少，得到的马氏体量也相应减少，难 于保证IlSOMPa的强度，C含量太高时，一方面降低韧性，同时影响焊接性。在本专利技术 中控制C为0.08 0.18%,优选C为0.095 0.12%。Si: Si是铁素体固溶强化元素，强烈提高强度，但一般对于热镀锌双相钢来 说，Si含量太高时会直接影响基板的可镀性，本案采用特殊退火工艺，可消除Si元素对 可镀性的影响，使得热镀锌双相钢成分设计时可适当提高含量，进一步降低成本，改善 延伸率。在本专利技术中控制Si为0.50 1.50%，优选Si为0.8 1.2%。Mn Mn可强烈提高淬透性，提高加工硬化性能，Mn含量过低时，组织中难于 形成足够量的马氏体，强化效果差，过高时同样会影响基板的焊接性。在本专利技术中控制 Mn 为 1.50 2.5%，优选 Mn 为 1.90 2.5%。Cr和Mo: Cr可改善临界退火时奥氏体的淬透性，当钢种C含量增加时，可进 一步增加马氏体数量，另外，Cr可促进C向奥氏体扩散，降低铁素体的屈服强度。但含 量过高时将破坏延展性。Mo是碳化物形成元素，在临界加热区内多数溶解，有效提高奥 氏体的淬透性，有利于获得强韧性匹配的双相钢。Cr、Mo元素均为Si、Mn元素的替代 元素，含量过高时，可增加生产成本，一般Cr+Mo< 0.8%。Ti和Nb: Ti是强碳化物元素，析出强化，细化晶粒。Nb的作用与Ti相似，但比Ti更强 烈，Nb、Ti元素在双相钢中不是主导元素，含量不宜过高。在本专利技术中控制 Nb 0.005 ~ 0.05%, Ti 0.005 0.05% ；优选地 Nb 0.005 0.025%，Ti 0.01 0.05%。T.AK总铝)Al在双相钢中的主要功能是脱氧剂，不宜过低，但过高时影响连 铸生产。在本专利技术中控制T.A1为0.02 0.05%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷轧热镀锌双相钢板，其基板的按重量百分比计的化学成分为：Ｃ：０．０８～０．１８％，Ｓｉ：０．５０～１．５０％，Ｍｎ：１．５０～２．５％，Ｃｒ：０．１０～１．０％，Ｍｏ：０．０２～０．５％，Ｎｂ：０．００５～０．０５％，Ｔｉ：０．００５～０．０５％，Ｔ．Ａｌ：０．０２～０．０５％，Ｐ：≤０．０２％，Ｓ：≤０．０１％，Ｎ：≤０．００６％，余为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张红，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]