專利名稱：一種600MPa級鋁系熱鍍鋅雙相鋼鋼板及其制備方法
技術領域：
本發明屬于雙相鋼及其制備方法，特別屬于抗拉強度600MPa級鋁系熱鍍鋅雙相鋼鋼板及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著能源、資源和環境問題日益嚴重，汽車輕量化、節能降耗已成為各國發展的必然趨勢。在輕量化汽車結構設計中，大量地采用高強及超高強度鋼板已成為現代汽車制造業和鋼材生產企業共同努力的方向。汽車用鋼的發展趨勢是向著具有優異成形性、焊接性、高強及較低成本的新一代冶金及生產應用技術發展。在汽車材料中，汽車用鋼占汽車原材料的70%左右，汽車用鋼消耗約占世界鋼鐵材料總產量的24%左右，汽車中使用的鋼材品種主要有鋼板約占50%以上，優質鋼占30%，型鋼占6%，帶鋼占6. 5%，鋼管占3%，金屬制品及其它占1%。以桑塔納轎車為例，其每輛車用的鋼鐵材料占整個汽車的76. 7%，其中又以鋼板為最多，占整車自重的51. 2%。汽車板應滿足轎車輕型、安全、舒適、美觀、防腐等各項要求。同時在國際鋼鐵公司聯合開發的超輕鋼車身一新型概念車計劃中，高強鋼的比例超過90%，其中80%為各強度級別的雙相鋼(DP鋼)。中國專利CN101942603A的《600MPa級超低硅冷軋熱鍍鋅雙相鋼及其制備工藝》，介紹了含Cr的熱鍍鋅雙相鋼板，其屈服強度為35(T380MPa以上，抗拉強度為61(T650MPa。其成分和組織構成:按重量％含有，C 0. 03% O. 16%, Mn 1. 2% "2. 2%, Cr 0. 2 O. 6%,Als 0. 01% O. 08%, Si〈0. 02%, Ρ〈0· 020%, S〈0. 015%，余量為鐵。試樣在 720 820°C，保溫25^100s后，鍍鋅溫度460°C，鍍鋅時間l(T30s。從該專利情況來看，由于鋼中Si含量為冶煉殘余元素，Al為添加的脫氧劑及固N元素，沒有另外添加排碳元素Si、Al等，所生產的雙相鋼延伸率與時效性較差；同時Mn含量高達2. 0%以，Cr含量高達O. 4%以上，在高溫退火過程中表面容易發生選擇性氧化而使鋼板漏鍍。

發明內容
本發明所要解決的第I個技術問題是提供一種抗拉強度600MPa級汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板。本發明所要解決的第2個技術問題是上述鋼板的制備方法。本發明解決技術問題的技術方案為一種抗拉強度600MPa級汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板，其化學成分質量百分數為c 0. 08% O. 13%、Si :彡O. 04%、Mn :1. 4% I. 8%、Als O. 80%"I. 3%、Μο 0. 10% 0· 30%、P ( O. 015%、S 彡 O. 01%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。本發明的制備方法，依次包括以下步驟轉爐或電爐冶煉一連鑄或鑄錠一熱軋或熱連軋一酸洗一單機架冷軋或冷連軋一熱鍛鋒一成品。熱軋或熱邊軋步驟的加熱溫度為118(Tl250°C，終軋溫度為85(T900°C，卷取溫度為 56(T680°C。酸洗的目的是去除熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮。將酸洗后的帶鋼進行冷軋，冷軋壓下率為5(Γ80%，根據軋機負荷能力，不同厚度規格其壓下率不同。冷軋后的帶鋼進行連續熱浸鍍鋅，所述的熱鍍鋅步驟的退火溫度為78(T820°C，保溫時間為6(T90s，保溫后以8 20°C /s的冷速冷至熱浸鍍鋅溫度460°C，熱浸鍍鋅l(T20s，隨后在空氣中以大于15°C/s的冷速冷至室溫。本發明中C :最有效的強化元素，是形成馬氏體的主要元素，鋼中碳含量決定了雙相鋼的強度和馬氏體的形貌；但是，保證具有良好的焊接性能和較高的延伸率，要求較低的碳含量。C含量低于O. 03%，雙相鋼最高強度只能達到440MPa，C含量高于O. 20%將惡化材料的焊接性 能。為了保證雙相鋼具有良好的焊接性能、較高強度和較高的延伸率，降低其余合金元素，降低成本，本發明中C的重量百分比控制在O. 089Γ0. 13%。Mn:屬于典型奧氏體穩定化學元素，能夠顯著提高鋼的淬透性，并起到固溶強化和細化鐵素體晶粒的作用，可顯著推遲珠光體轉變和貝氏體轉變。但Mn作為擴大奧氏體區的元素，當高的錳含量推遲珠光體轉變的同時，也會推遲鐵素體的析出；而錳含量太低又容易引起珠光體轉變，為了獲得所需的馬氏體組織，Mn不低于I. 4%，但是不能超過2. 4%，超過2. 4%將惡化鋼板的焊接性，同時退火過程中還容易在鋼板表面發生選擇性氧化，在隨后的熱鍍鋅過程中產生漏鍍現象。所以本發明Mn重量百分比含量控制在I. 4% I. 8%。Si :高的Si含量會形成較厚的氧化鐵皮及紅銹，從而直接惡化鋼板的表面質量與涂鍍性能；同時Si的加入，加速了鍍鋅過程中Fe-Zn的反應，使鍍層加厚，抗粉化能力降低。因此為了提高鋼板的鍍層質量應盡量降低鋼中的硅含量，本發明技術方案中不添加Si，Si作為殘余元素，其含量也應〈O. 04%。Als Al在鋼中以Als的形式存在，故以Als表示Al在鋼中的含量。Al是鐵素體形成元素，易于向鐵素體溶解，并且可以有效地提高C、Mn在鐵素體中的化學勢，兩相區退火過程中，Al的添加顯著加速C、Mn向奧氏體中的轉移，從而間接增加了奧氏體的穩定性。Al使鐵素體充分“凈化”，避免了 C在鐵素體中的大量間隙固溶和冷卻時粗大碳化物的生成。Al也可以擴大Fe-C相圖的α + γ區，加寬兩相區熱處理的溫度范圍，有利于保持雙相鋼力學性能的穩定性和重現性。同時，Al還可形成AlN析出，起到一定的細化晶粒的作用。同時Al的添加，可以改善雙相鋼中組織的纖維狀，有利于Y組織的形成，從而提高鋼的沖壓成形性。Als含量低于O. 8%時，其排碳作用較小，致使奧氏體C含量偏低，容易生成貝氏體組織；Als含量高于I. 30%時，一方面增加成本，另一方面在冶煉過程中Al容易與氧發生反應，生成氧化鋁夾雜，降低韌性，同時也對涂鍍性有一定影響，所以本發明Als重量百分比含量控制在O. 80%"I. 30%。P、S :為減少鋼中有害雜質對鋼的沖壓性能的不良影響，嚴格控制鋼中的P、S的含量。同時P的添加也加速了鍍鋅過程中Fe-Zn的反應，使鍍層加厚，粉化能力降低；同時P與Si對鍍層有復合作用，本發明中P的含量< O. 015%。Mo是碳化物形成元素，但在臨界區加熱時，鑰的碳化物多已溶解，因此對臨界區加熱時所形成的奧氏體的淬透性有良好的影響。加入Mo還可以降低屈服強度，提高抗拉強度，而保持延性基本不變;Mo的氧勢較高，不容易在帶鋼表面形成氧化物，因此具有較好的浸潤性。其缺點就在于太貴重。因此本發明中Mo的含量為O.廣0.3%。本發明在C-Mn系的基礎上，采用了增加鋼中的Al含量，并適量添加Mo等成分進行復合強化的化學組分。通過適量Al的添加，改善鋼中的組織，使鐵素體呈現纖維狀，從而提高鋼的成形性；同時Al的添加還可以改善鋼的浸潤性。本發明與現有技 術相比，所生產的汽車用高強度熱鍍鋅雙相鋼板，屈服強度為300MPa 400MPa，抗拉強度為640MPa 690MPa，延伸率為20 % 25 %。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作詳細的說明。實施例I :鋼的化學成分(質量百分比)C0. 13%, Mn 1. 4%, Si 0. 03%, Al 1. 3%, Mo 0. 11%,P :0. 008%, S :0. 010余量為鐵和不可避免的雜質。其工藝流程為鐵水預處理一冶煉一連鑄一熱軋一酸洗冷軋一熱鍍鋅退火一成
品O所述的熱軋步驟中帶鋼加熱溫度1230°C，終軋溫度870°C，卷取溫度600°C ；所述的鍍鋅退火工序為退火溫度790°C，保溫85s，然后以10°C /s的冷卻速度冷至460°C進行熱浸鍍鋅18s，鋅浴中Al含量為O. 18 O. 20%，然后以大于15°C /s的冷卻速度
空冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產品屈服強度為380MPa，抗拉強度675MPa，延伸率22%，η值為 O. 16。實施例2 鋼的化學成分(質量百分比)C0. 10%, Mn 1. 6%, Si 0. 03%, Al 1. 1%，Mo 0. 2%, P O. 010%，S :0. 009，余量為鐵和不可避免的雜質。其工藝流程為鐵水預處理一冶煉一連鑄一熱軋一酸洗冷軋一熱鍍鋅退火一成
品O所述的熱軋步驟中帶鋼加熱溫度1230°C，終軋溫度870°C，卷取溫度650°C ；所述的鍍鋅退火工序為退火溫度820°C，保溫60s，然后以18°C /s的冷卻速度冷至460°C進行熱浸鍍鋅12s，鋅浴中Al含量為O. 18 O. 20%，然后以大于15°C /s的冷卻速度
空冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產品屈服強度為365MPa，抗拉強度650MPa，延伸率25%，η值為 O. 17。實施例3 鋼的化學成分(質量百分比)C0. 08%, Mn 1. 8%, Si 0. 02%, Al 0. 8%, Mo 0. 30%,P :0. 009%, S :0. 008，余量為鐵和不可避免的雜質。其工藝流程為鐵水預處理一冶煉一連鑄一熱軋一酸洗冷軋一熱鍍鋅退火一成
品O所述的熱軋步驟中帶鋼加熱溫度1200°C，終軋溫度880°C，卷取溫度680°C ；所述的鍍鋅退火工序為退火溫度800°C，保溫70s，然后以15°C /s的冷卻速度冷至460°C進行熱浸鍍鋅15s，鋅浴中Al含量為O. 18 O. 20%，然后以大于15°C /s的冷卻速度
空冷至室溫。得到的冷軋雙相鋼板產品屈服強度為350MPa，抗拉強度640MPa，延伸率24%，η值
為 O. 16。
權利要求
1.一種抗拉強度600MPa級汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板，其化學成分質量百分數為C :0. 089Π). 13%、Si 彡 O. 04%、Mn :1. 4% I. 8%、Als :0. 80%"I. 3%、Mo :0. 109Π). 30%、P^O. 015%、S < O. 01%，余量為Fe和不可避免的雜質。
2.權利要求I所述的一種抗拉強度600MPa級汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板的制備方法，依次包括以下步驟 轉爐或電爐冶煉步驟、連鑄或鑄錠步驟、熱軋或熱連軋步驟、酸洗步驟、單機架冷軋或冷連軋步驟、熱鍍鋅步驟、成品。
3.根據權利要求2所述的一種抗拉強度600MPa級汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板制備方法，其特征在于 熱軋或熱邊軋步驟的加熱溫度為118(Tl250°C，終軋溫度為85(T900°C，卷取溫度為560^680 0C ο
4.根據權利要求2所述的一種抗拉強度600MPa級汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板制備方法，其特征在于 所述的熱鍍鋅步驟的退火溫度為78(T820°C，保溫時間為6(T90s，保溫后以8 20°C /s的冷速冷至熱浸鍍鋅溫度460°C，熱浸鍍鋅l(T20s，隨后在空氣中以大于15°C /s的冷速冷至室溫。
全文摘要
本發明公開了一種抗拉強度600MPa級汽車用熱鍍鋅雙相鋼鋼板及其制備方法，鋼板的化學成分質量百分數為C0.08%~0.13%、Si≤0.04%、Mn1.4%～1.8% 、Als0.80%~1.3%、Mo0.10%~0.30%、P≤0.015%、S≤0.01%，余量為Fe和不可避免的雜質。 本發明與現有技術相比，所生產的汽車用高強度熱鍍鋅雙相鋼板，屈服強度為300MPa~400MPa，抗拉強度為640MPa~690MPa， 延伸率為20％～25％。
文檔編號C21D8/02GK102876967SQ20121028440
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月6日 優先權日2012年8月6日
發明者楊興亮, 趙云龍, 劉永剛, 張建平, 潘紅波, 崔磊, 孫霖, 舒宏富, 張翠, 李月蘭 申請人:馬鋼(集團)控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司