專利名稱：一種高強度冷成型薄鋼板及其制造方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料技術領域，尤其涉及一種高強度冷成型薄鋼板及其制造方法。
背景技術：
對于應用在薄壁型部件諸如汽車和建機等結構部件，除了要求鋼板的厚度越來越薄，同時還要具有高強度和優良綜合力學性能，以減輕自重，大幅度地提高其承載能力，增加物流企業的經濟效益。另外，空行程時也可大幅度地降低燃油消耗量，降低運輸成本。而且，高強度鋼的使用能夠減少鋼材用量，對環保、節能和節約原材料將大有裨益。有關高強度冷成型熱軋卷板方面的技術雖然已有文獻公開，但都存在生產成本高 的問題。如申請號為200610116562.8的中國專利提供了一種高強度冷成型熱連軋鋼板及其生產方法。其化學成分如下C: O. 05—0. IOwt %, Si: O. 10—0. 50wt%, Mn: I. O—
2.0wt%,P ^ O. 025wt%,S ^ 0. OlOwt%,Nb: 0. 03—0. 08wt%,Ti: 0. 05—0. 15wt%,Mo:0. 10—0. 50wt%,Ca :0. 0010—0. 0050wt%,Al: 0. 01—0. 05wt%，其余為 Fe 及不可避免的雜質。該鋼種的屈服強度可達700 N/mm2以上。但是，鋼中加入了貴重元素Mo，導致鋼種成本明顯增加。公開號為CN1563468A，名為“冷成型高強度焊接結構鋼的生產方法”的中國專利以低碳一猛為基礎，添加Cu、Ni、Mo、V等貴重的合金元素，通過控軋控冷工藝來實現最終性能。其不足之處是為了提高鋼材的強度，成分設計中加入較高含量的貴重合金元素，不僅提高了鋼的成本，同時對鋼的焊接性能還帶來不利影響，而且該鋼種的屈服強度只能達到彡500 N/mm2、抗拉強度達到590 N/mm2以上。新日鐵在中國申請的公開號為CN1639371A，名為“彎曲加工性優良的耐候性高強度鋼板及其制造方法”的專利，其不足之處在于鋼中加入了較多的合金元素，如Ni含量最高達2. 0%，Ti含量最高達O. 2 %，較高的合金元素不但造成了成本大幅度上升，同時增加了生產上的難度，生產工序多，生產操作復雜。公開號為CN101736199A，名為“高強度冷成型焊接結構用熱軋帶鋼及其制造方法”的中國專利提供一種高強度冷成型熱軋卷板的制造方法。不足之處，經過生產實踐該鋼板的軋制工藝只能局限于生產厚度彡4mm屈服強度600MPa級別以上的卷板，且添加合金元素Cr來提高強度，增加成本。

發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術所存在的不足，提供一種低成本高強度冷成型薄鋼板及其制造方法。鋼板的屈服強度彡600MPa，延伸率彡18，鋼板厚度彡3mm。本發明高強度冷成型薄鋼板的化學成分重量百分比為C 0. 04% O. 09%、Si O. 05% O. 50%、Mn :1. 50% I. 80%、Nb :0. 035% O. 070%、Ti :0. 050% O. 08%、Als O. 010% O. 070%,P ( O. 025%,S ( O. 015%、[N] ( O. 0080%，余量為 Fe 及不可避免的雜質。本發明薄鋼板所選合金元素的主要作用在于C :碳對鋼的強度、韌性、焊接性能影響很大。C含量低于O. 04%時難以獲得足夠的強度；碳高于O. 09%時，在生成組織中珠光體含量增加，使鋼的冷成型性能和韌性下降，同時由于成分進入包晶區，容易發生結晶器漏鋼事故和鑄坯表面質量缺陷，連鑄時難度增加。Mn :錳是提高強度和韌性的有效元素，而且成本十分低廉，因此在本發明中把Mn元素作為主要合金元素，但是Mn含量太高時，容易產生偏析缺陷，造成組織不均勻，影響冷成型性能。一般控制在I. 50% I. 80%。Nb :鈮是控軋控冷鋼中的重要元素，它能夠有效地延遲變形奧氏體的再結晶，阻止奧氏體晶粒長大，提高奧氏體再結晶溫度，細化晶粒，同時改善強度和韌性，而且具有強烈的析出強化作用，可以顯著地提高鋼的屈服強度。根據本發明的目的，控制Nb :0. 035% O. 07%。·Ti :鋼中加入鈦，具有二個方面的作用。一方面是為了固定鋼中的氮元素，形成氮化鈦質點，阻止鋼坯在加熱、軋制、焊接過程中晶粒的長大，改善母材和焊接熱影響區的韌性。另一方面，鈦能夠在鐵素體中析出TiC，在大幅度提高鋼的強度的同時，對鋼的塑性影響不大。Ti低于O. 05%時，強化效果差且隨工藝變化波動大，不能夠穩定達到本發明的目標強度，Ti超過O. 08%時，連鑄難度大，且使鋼的韌性惡化。因此，本發明控制Ti :0. 05% O. 08%OSi :硅是煉鋼脫氧的必要元素，也具有一定的強化作用，當含量低于O. 05%時，難于獲得充分的脫氧效果；含量超過O. 5%時，鋼的清潔度下降，韌性降低，可焊性差。Al :鋁是脫氧元素，可作為AlN形成元素，有效地細化晶粒，其含量不足O. 01%時，效果較?。怀^O. 07%時，脫氧作用達到飽和；再高則對母材及焊接熱影響區韌性有害。其余為Fe及不可避免的雜質元素。鋼中的雜質元素控制在P彡0.025%，S(O. 015%，[N] ( O. 0080%。從提高鋼種韌性和塑性的角度來看，雜質元素含量越低越好。本發明鋼板的具體生產工藝如下本發明所述高強度冷成型薄鋼板的制造方法包括冶煉、精煉、連鑄和軋制。冶煉進行鐵水預處理，采用轉爐冶煉，通過頂吹或頂底復合吹煉，盡可能深脫碳；精煉采用VD、RH或LF等進行爐外精煉處理，并進行微合金化；進行Ca處理，結合鋼中S含量和出鋼量，喂Si-Ca線，控制硫化物形態，提高鋼的延性、韌性和冷成型性能，減小鋼板橫向和縱向性能差；連鑄采用電磁攪拌，減少元素偏析，提高鑄坯質量；軋制加熱溫度控制在1200 1280°C,以保證獲得細小的奧氏體晶粒，同時Nb、Ti元素得以充分固溶；采用兩階段控車L，粗軋結束溫度> 1100°C，軋制過程能夠充分發生再結晶；精軋終軋溫度控制在900 950°C，溫度高有利于減小軋制力，降低軋機負荷，控制板型；軋后快速冷卻，冷卻速度控制在30 50°C /s，冷速越大，強度、韌性越高；卷取溫度控制在590 640°C，卷取溫度高有利于控制卷型，提高強度；之后空冷或緩冷，便于微合金元素的析出強化。本發明采用低C高Ti含量，只添加適量Nb元素，所以成本低廉；通過Nb、Ti元素的復合強化作用，不添加貴重元素Mo、Ni、Cu、V等，在顯著提高鋼的強度的同時，鋼種的冷彎成型性良好，冷彎180° d=0也不開裂；屈服強度600MPa以上，焊接性能優良，可簡化焊接工藝；通過控軋控冷卻工藝，生產出的熱軋薄板無需回火或調質等熱處理，工藝簡單。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明做進一步的說明。本發明實施例鋼的化學成分見表I，其軋制工藝和軋態力學性能見表2和表3。表I本發明實施例鋼的冶煉成分 Wt%
權利要求
1.一種高強度冷成型薄鋼板，鋼板的屈服強度≥600MPa，延伸率≥18，厚度≤3mm，其特征在于鋼板的化學成分重量百分比為C 0. 04% O. 09%、Si :0. 05% O. 50%、Mn I. 50% I. 80%、Nb :0. 035% O. 070%、Ti :0. 050% O. 08%、Als :0. 010% O. 070%、P≤O. 025%、S≤O. 015%、[N] ( O. 0080%，余量為Fe及不可避免的雜質。
2.—種權利要求I所述高強度冷成型薄鋼板的制造方法，包括冶煉、精煉、連鑄和軋制，其特征在于所述軋制的加熱溫度為1200 1280°C，粗軋結束溫度> 1100°C，精軋終軋溫度為900 950°C，軋后快速冷卻，冷卻速度為30 50°C /s，卷取溫度為590 640°C，之后空冷或緩冷。
全文摘要
本發明提供一種高強度冷成型薄鋼板及其制造方法，鋼板的化學成分C0.04%～0.09%、Si0.05%～0.50%、Mn1.50%～1.80%、Nb0.035%～0.070%、Ti0.050%～0.08%、Als0.010%～0.070%，余為Fe。其方法包括冶煉、精煉、連鑄和軋制，所述軋制的加熱溫度為1200～1280℃，粗軋結束溫度＞1100℃，精軋終軋溫度為900～950℃，軋后快速冷卻，冷卻速度為30～50℃/s，卷取溫度為590～640℃，之后空冷或緩冷。本發明鋼板成本低廉，冷彎成型性良好，屈服強度高，焊接性能優良，生產工藝簡單。
文檔編號C22C38/14GK102899561SQ201210408300
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者楊穎 , 侯華興, 李江偉, 喬磊, 張濤, 劉明, 張哲 申請人:鞍鋼股份有限公司