專利名稱：：一種超高強度冷軋耐候鋼板及其制造方法
技術領域：
：本發明屬于鋼鐵材料領域，更具體地，本發明涉及一種冷軋耐候鋼鐵材料。
背景技術：
：高強度耐大氣腐蝕鋼是指A》450MPa的耐候鋼，這類鋼主要用在特種集裝箱、橋梁及高速火車車廂的制造上，在減重、提速、增加貨運量、延長設備使用壽命和降低物流成本都起著重要的作用。由于高強度耐候鋼在要求高的耐蝕性的同時要求高的強度級別和較好的成形性能和焊接性能，因此對冶金工藝過程和設備控制水平要求很高。近年來，提高鋼板的強度以減薄鋼板的厚度是一種發展趨勢，耐候鋼板系列的發展也是如此。自30年代美國的US-Sted公司首先研制成功了耐腐蝕高抗拉強度的含Cu低合金鋼Corten鋼后，形成了以高P、Cu加Cr、Ni的CortenA系列和以Cr、Mn、Cu合金化為主的CortenB系列，后來國內又發展了含稀土的耐候鋼系列。在提高耐候鋼強度方面，主要的措施有固溶強化、析出強化和相變強化等，目前以析出強化為主。通過查新檢索到如下有關耐候鋼的專利CN200610035800.2公開了一種基于薄板坯連鑄連軋工藝生產700MPa級V-N微合金化高強耐大氣腐蝕鋼的方法，該方法針對薄板坯連鑄連軋特點及冶金成分，采用電爐或轉爐冶煉、精煉、薄板坯連鑄、鑄坯凝固后直接進入輥底式加熱或均熱爐、熱軋、層流冷卻、巻取。其中鋼水化學成分范圍為(WtA):C:$0.08%;Si:0.250.75%;Mn:0.82.0%;P:0.0700.150%;S:$0.040%;Cu:0.250.60%;Cr:0.301.25wt%;Ni:$0.65%;V:0.050.20%;N:0.0150.030%。然而，受到熱軋機組厚度方面的限制，采用熱軋生產的耐候鋼板的厚度一般較厚，超過1.6mm(強度級別較低)，隨著鋼板強度的提高，可供的熱軋鋼板的極限厚度也隨之增厚。為了適應鋼板減薄的需求，需要開發厚度較薄的冷軋耐候鋼系列。CN200510045624.6公開了一種經濟型耐候鋼的制造方法，該方法制造的耐候鋼的化學成分為C:0.120.21、Si:0.22.0、Mm0.72.0、S^0.036、P^0.034、Cu:0.100.40、Al<0.2，其余為Fe和微量雜質。該方法通過Cu、Mn、Si、Al等合金化，并簡單調整普通低碳鋼(Q235鋼)的部分元素含量，在不需改變Q235鋼生產工藝條件下，就能生產出具有良好的耐大氣腐蝕性能、綜合機械性能的經濟耐候鋼。然而，該專利申請涉及的鋼板是熱軋鋼板。U.S.6,056,833公開了低屈強比耐候鋼板的制造方法，其最小屈服強度在70-75ksi間，屈強比不大于0.85。該方法制造的耐候鋼板的化學成分為C:0.08-0.12%;Mn:0.80-1.35%;Si:0.30-0.65%;Mo:0.08-0.35%;V:0.06-0.14%;Cu:0.20-0.40%;Ni:0.50%;Cr:0.30-0.70%;P:0.010-0.020%;Nb:不大于0.04%/0:不大于0.02%，S:不大于0.01%，其余為鐵和附帶的雜質。所述鋼板為熱軋鋼板。KR431839公開了一種冷軋耐候鋼板的制造方法，該方法制造的耐候鋼板的化學成分為C:0.060.08wt.%,Si:0.170.24wt.%,Mn:0.91.10wt.%，P不大于0.020wt.%，S:不大于0:010wt.%，Cu:0.200.30wt.%，Ni:0.200.30wt.%，H:不大于2.5ppm，其余為鐵和附帶的雜質。其抗拉強度為不小于45kgf/mm2，屈服強度不小于32kgf/mm2，延伸率不小于22%。所述鋼板強度較低，屈服強度只有315MPa。本發明者通過摸索，獲得了一種屈服強度高、抗拉強度高的冷軋耐候鋼板，從而完成了本發明。因此，本發明第一個目的在于提供一種超高強度冷軋耐候鋼板。本發明第二個目的在于提供這種超高強度冷軋耐候鋼板的制造方法。發明概述本發明的第一方面，提供一種超高強度冷軋耐候鋼板，所述鋼板包括以下化學成分(wt%):C:0.09~0.16、Si:0.20~0.60、Mn:1.00~2.00、P:《0.030、S《0.015、N《0細、Al:0.02~0.06、Cu:0.200.40、Cr:0.40~0.60、Mo:0.050.25、Nb禾口/或Ti:0.04-0.08，其余為Fe和不可避免雜質。本發明提供的這種超高強度冷軋耐候鋼板，一個優選的實施方式為，C:0.12~0.15;Sh0.30~0.50;Mn:1.30~1.60;P《0,015;S《0.01;N《0.005;Al:0.030.05;Cu:0.25~0.35;Cr:0.40~0.60;Mo:0.05~0.15;Nb禾口/或Ti:0.05~0.07。以上各個化學成分的作用分析如下。C:是鋼中最基本的強化元素，對鋼的耐大氣腐蝕不利，同時C影響鋼的焊接性能，因此，在考慮強度的前提下，碳的含量盡量控制的低一些。Si:與其它元素如Cu、Cr、P、Ca配合使用可改善鋼的耐候性。此外，Si還是固溶強化元素，對提高鋼板的強度有利。Mn:是固溶強化元素，對提高鋼板的強度有利。對耐蝕性的影響尚無一致認識。CU:在大氣中都具有較普碳鋼優越的耐蝕性能，CU在基體與銹層之間形成以CU、P為主要成分的阻擋層，它與基體結合牢固，因而具有較好的保護作用；此外，Cu還有抵消鋼中S有害作用的效果。P:是提高鋼耐大氣腐蝕性能最有效的合金元素之一，當P與Cll聯合加入鋼中時，顯示出更好的復合效應。p還具有固溶強化效果，此外p的加入對焊接和脆性將帶來副作用，再本發明中控制的盡量低。Cr:能在鋼表面形成致密的氧化膜，提高鋼的鈍化能力.當Cr與Cu同時加入鋼中時,效果尤為明顯。Mo:在大氣腐蝕環境下(尤其是工業大氣)鋼的腐蝕速率可降低，此外，同Nb和Ti配合顯著提高析出強化效果。Th是強碳、氮化物形成元素，通過析出和細晶強化鐵素體。Nb:同Ti一樣，Nb也是強碳、氮化物形成元素，通過晶粒細化提高鋼板強度。N-在本鋼中不是特別控制的元素，N在冶煉時盡量控制在較低的水平。S:對耐候性起不良作用,作為殘余元素其含量盡量控制在較低的水平。本發明的另一方面，提供這種超高強度冷軋耐候鋼板的制造方法，包括熱軋、冷軋和退火，所述退火工藝中，退火溫度為68079(TC。本發明提供的這種生產方法，一個優選的實施方式為，退火溫度為70074(TC。本發明提供的這種生產方法，一個優選的實施方式為，.在熱軋工藝中，板坯再加熱溫度為125(TC。本發明提供的這種生產方法，一個優選的實施方式為，在熱軋工藝中，終軋溫度》Ar3。本發明提供的這種生產方法，一個優選的實施方式為，在熱軋工藝中，巻取溫度為500~650°C。本發明提供的這種生產方法，一個優選的實施方式為，在熱軋工藝中，巻取溫度為550~600°C。本發明提供的這種生產方法，一個優選的實施方式為，在冷軋工藝中，冷軋壓下率為4065%。本發明提供的這種生產方法，一個優選的實施方式為，在冷軋工藝中，冷軋壓下率為5060%。總的來說，本發明采用熱軋高溫加熱爐保溫有利于C和N化合物的充分溶解；巻取工藝采用較低的巻取溫度有利于獲得細小的析出物；采用常規的酸洗和冷軋工藝，在熱軋可穩定生產的前提下，熱軋板的厚度盡量薄，這樣可減少冷軋機的變形抗力，有利于冷軋機的穩定運行；退火工藝采用連續退火，溫度采用較低的退火溫度，低的退火溫度還可以提高爐壽命。有益效果通過適當的成分設計，使得在常規的熱軋和冷軋工藝條件下，采用較低的連續退火溫度生產超高強度耐候冷軋鋼板，不需要采用帶有快冷的連續退火設備，降低了制造成本。本發明提供的超高強度冷軋耐候鋼板，其屈服強度7001000MPa、抗拉強度8001070MPa、延伸率514%，適用于集裝箱和汽車行業等行業。具體實施例方式下面用實施例對本發明作進一步闡述，但這些實施例絕非對本發明有任何限制。本領域技術人員在本說明書的啟示下對本發明實施中所作的任何變動都將落在權利要求書的范圍內。實施例1通過冶煉、熱軋、冷軋、退火工藝，獲得具有如下表1所述化學成分的成品鋼，其中各工藝參數及力學性能見如下表9。表1實施例1鋼的化學成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2通過冶煉、熱軋、冷軋、退火工藝，獲得具有如下表2所示化學成分的成品鋼板，其中各工藝參數及力學性能見如下表9。表2實施例2鋼的化學成分(wt%)cSiMnPSCuCrNAlTi1S'bMo0,150.41.30.0060.0060.310.450.0040.040.08/0.2實施例3通過冶煉、熱軋、冷軋、退火工藝，獲得具有如下表3所示化學成分的成品鋼板，其中各工藝參數及力學性能見如下表9。表3實施例3鋼的化學成分(wt%)cSiMnPSCuCrNAlTiNbMo0.120.441.580扁0.0070.360.480.0050.0480.060.15實施例4通過冶煉、熱軋、冷軋、退火工藝，獲得具有如下表4所示化學成分的成品鋼，其中各工藝參數及力學性能見如下表9。表4實施例4鋼的化學成分(wt%)cSiMnPsCuCrNAlTiNbMo0.140.41.470.0110.00390,30.50.00320.0480.062—0.08比較例11.鋼種的選擇CN200610035800.2公開的鋼，所述鋼種為薄板坯熱軋鋼。2.化學成分見如下表5，各工藝參數及力學性能見如下表9。表5比較例1鋼的化學成分(wt%)cSiMnPSCuCrNiVNTiNbMo《0,080.25~0.750.8~2.00.07~0.15《0.040.25~0.600.30~1.25《0.650.05~0.200.015~0.030———比較例21.鋼種的選擇CN99815699.X公開的鋼，所述鋼種為熱軋鋼。2.化學成分見如下表6，各工藝參數及力學性能見如下表9。表6比較例2鋼的化學成分(Wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表9可看出，本發明提供的鋼經過適當的化學成分配比及工藝配合，特別是采用相對較低的連續退火溫度，可得到屈服強度7001000MPa、抗拉強度8001070MPa、延伸率514%的超高強度冷軋鋼板。權利要求1.一種超高強度冷軋耐候鋼板，其特征在于，包括以下化學成分(wt％)C0.09～0.16、Si0.20～0.60、Mn1.00～2.00、P≤0.030、S≤0.015、N≤0.008、Al0.02～0.06、Cu0.20～0.40、Cr0.40～0.60、Mo0.05～0.25、Nb和/或Ti0.04～0.08、其它為Fe和不可避免雜質。2.如權利要求1所述的超高強度冷軋耐候鋼板，其中C:0.12~0.15;Si:0.30~0.50;Mn:1.30-1.60;P《q.015;S《0.01;N《0.005;Al:0.030.05;Cu:0.250.35;Cr:0.40~0.60;Mo:0.05~0.15;Nb和/或Ti:0.05~0.07。3.權利要求1或2所述的超高強度冷軋耐候鋼板的制造方法，包括熱軋、冷軋、退火，其特征在于所述退火工藝中，退火溫度為68079(TC。4.如權利要求3所述的制造方法，其中所述退火溫度為700740°C。5.如權利要求3所述的制造方法，其中所述熱軋工藝中，板坯再加熱溫度為1250。C。6.如權利要求3所述的制造方法，其中所述熱軋工藝中，終軋溫度》Ar3。7.如權利要求3所述的制造方法，其中所述熱軋工藝中，巻取溫度為500~650°C。8.如權利要求7所述的制造方法，其中所述巻取溫度為550600°C。9.如權利要求3所述的制造方法，其中所述冷軋工藝中，冷軋壓下率為4065%。10.如權利要求9所述的制造方法，其中所述冷軋壓下率為5060%。全文摘要本發明提供一種超高強度冷軋耐候鋼板，其特征在于，包括以下化學成分(wt％)C0.09～0.16、Si0.20～0.60、Mn1.00～2.00、P≤0.030、S≤0.015、N≤0.008、Al0.02～0.06、Cu0.20～0.40、Cr0.40～0.60、Mo0.05～0.25、Nb+Ti0.04～0.08、其它為Fe和不可避免雜質。本發明還提供這種鋼板的制造方法。本發明提供的這種鋼板，其屈服強度700～1000MPa、抗拉強度800～1070MPa、延伸率5～14％，適用于集裝箱和汽車行業等行業。文檔編號C22C38/26GK101376950SQ20071004533公開日2009年3月4日申請日期2007年8月28日優先權日2007年8月28日發明者馮偉駿,利王申請人:寶山鋼鐵股份有限公司