Cr4熱鍍鋅汽車板用鋼及其生產方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CR4熱鍍鋅汽車板用鋼，其化學成分質量百分比為：C：0.0008-0.0015%，Mn：0.08-0.18%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.008%，Als：0.025-0.06%，N：≤0.004%，B：0.0006～0.0012%，Ti：0.03～0.07%，其余為Fe及不可避免雜質。本發(fā)明提供的CR4熱鍍鋅汽車用鋼及其生產方法通過調整C、Si、Mn、P、B含量和在對熱軋、連續(xù)退火與熱鍍鋅工藝綜合優(yōu)化，所生產的CR4熱鍍鋅汽車用鋼板具有高深沖性能、極低二次加工脆性轉變溫度與O5級汽車外板的特點，滿足高端汽車用戶要求，帶來可觀的經濟效益。
【專利說明】CR4熱鍍鋅汽車板用鋼及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼材生產【技術領域】，特別涉及一種CR4熱鍍鋅汽車板用鋼及其生產方法。
【背景技術】
[0002]CR4屬于Ti系IF鋼，是歐美車系常用超深沖熱鍍鋅板，廣泛應用在轎車的側圍、車門內板、發(fā)機機內板等成形要求極高的零部件上，現有技術中，主要是采用熱鍍鋅連續(xù)退火的方法進行生產。通用GMW標準對CR4實物性能要求為Re:140~180MPa，Rm:270~330MPa, A80:≤ 40%, r90:≤ 1.9，n90:≤ 0.20，SffET < -60°C (極低二次加工脆性，提高極寒地區(qū)汽車使用安全性)。
[0003]常規(guī)IF鋼在生產過程中通常采用Ti或者Nb或者Nb+Ti來固定固溶的C、N間隙原子，通過冷軋大壓下率與高溫退火工藝，最終產品獲得純凈的鐵素體基體與{111}〈110>深沖織構，由于IF鋼中超低的C、N元素含量及退火后被Ti固定析出，使晶界的結合力大大降低，二次加工脆性轉變溫度(SWET)約為O~_20°C之間，從而鋼板深沖后的汽車板部件在嚴寒環(huán)境下高速碰撞發(fā)生晶界斷裂，導致汽車部件開裂的危險事故。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能提高產品性能，降低二次加工脆性轉變溫度的CR4熱鍍鋅汽車板用鋼及其生產方法。
[0005]本發(fā)明的一個方面，提供了一種CR4熱鍍鋅汽車板用鋼，其化學成分質量百分比為:C:0.0008-0.0015%, Mn:0.08-0.18%, S1:≤ 0.010%, P:≤ 0.010%, S:≤ 0.008%, Als:0.025-0.06%, N S 0.004%, B:0.0006 ~0.0012%, Ti:0.03 ~0.07%，其余為 Fe 及不可避
免雜質。
[0006]本發(fā)明的另一個方面，提供了一種生產上述CR4熱鍍鋅汽車板用鋼的方法，包括:將經冶煉獲得的化學成分如權利要求1所述的板坯進行加熱后，經過粗軋、精軋獲得熱軋板；
[0007]將所述熱軋板經層流冷卻后卷取成熱軋卷；
[0008]將所述熱軋卷通過冷軋獲得冷硬卷；
[0009]將所述冷硬卷經過連續(xù)退火處理獲得帶鋼；
[0010]然后將所述帶鋼經熱鍍鋅處理后，經平整卷取成成品，所述帶鋼在熱鍍鋅過程中，所述帶鋼入鋅鍋溫度465±3°C，鋅液溫度455~460°C，鋅鍋Al:0.205~0.235%，鋅鍋Fe:(0.030%,鋅鍋 Pb:≤ 0.02%,鋅鍋 Cd 0.04%。
[0011]進一步地，將所述板坯進行加熱時，加熱溫度為1230±30°C。
[0012]進一步地，將加熱后的板坯經過粗軋、精軋時，終軋溫度為930±20°C。
[0013]進一步地，將所述熱軋板經層流冷卻后卷取成熱軋卷時，卷取溫度為730±20°C。
[0014]進一步地，將所述熱軋卷通過冷軋獲得冷硬卷時，冷軋壓下率為76.4~85.5%。[0015]進一步地，將所述冷硬卷經過連續(xù)退火處理獲得帶鋼時，連續(xù)退火爐內加熱段溫度為830 ± I (TC，均熱段溫度為830 ± I (TC，緩冷段出口溫度為700 ± I (TC，快冷段出口溫度為465±10°C，爐區(qū)帶鋼運行速度100~125Mpm。
[0016]進一步地，將熱鍍鋅處理后的帶鋼進行平整時，采用光整液濕光整模式，光整延伸率0.8~1.5%，光整機工作輥粗糙度3.0um。
[0017]本發(fā)明提供的CR4熱鍍鋅汽車用鋼及其生產方法通過調整S1、P、B含量和在對熱車U連續(xù)退火與熱鍍鋅工藝綜合優(yōu)化，所生產的CR4熱鍍鋅汽車用鋼板具有高深沖性能、極低二次加工脆性轉變溫度與05級汽車外板的特點，滿足高端汽車用戶要求，帶來可觀的經濟效益。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明實施例提供的一種CR4熱鍍鋅汽車板用鋼，其化學成分按重量百分比為:C:0.0008-0.0015%, Mn:0.08-0.18%, Si S ≤0.010%, P S≤ 0.010%, S:≤0.008%, Als:0.025-0.06%, N≤ 0.004%, B:0.0006 ~0.0012%, Ti:0.03 ~0.07%，其余為 Fe 及不可避
免雜質。
[0019]本發(fā)明實施例還提供了一種生產上述CR4熱鍍鋅汽車板用鋼的方法，包括以下幾個步驟:
[0020]步驟S1:將經冶煉獲得的化學成分如權利要求1所述的板坯進行加熱后，經過粗車U精軋獲得熱軋板。
[0021]其中，將所述板坯進行加熱時，加熱溫度為1230±30°C。將加熱后的板坯經過粗車U精軋時，終軋溫度為930±20°C。
[0022]這些溫度參數范圍的選取是依據材料本身物理冶金學原理與對鍍鋅成品的質量所制定的能符合現場裝備能力的合適工藝窗口，加熱溫度為1230±30°C，終軋溫度930±20°C的制定是通過控制熱軋卷原料的微觀組織與粒子析出，通過遺傳來優(yōu)化鍍鋅成品的機械性能，改善強化元素B的添加對材料塑性的影響，提高CR4村料深沖性。
[0023]步驟S2:將所述熱軋板經層流冷卻后卷取成熱軋卷，卷取溫度為730±20°C。
[0024]步驟S3:將所述熱軋卷通過冷軋獲得冷硬卷，冷軋壓下率為76.4~85.5%。
[0025]壓下率參數范圍76.4~85.5%是依據不同厚度規(guī)格組距所對應的壓下比率，即考慮冷軋軋機的軋制負荷，也考慮壓下率對有利深沖織構的影響，最終獲得滿足高r值滿足深沖壓要求。解決壓下率不合理造成的能耗過大與深沖性不足的問題。
[0026]步驟S4:將所述冷硬卷經過連續(xù)退火處理獲得帶鋼；
[0027]其中，將所述冷硬卷經過連續(xù)退火處理獲得帶鋼時，連續(xù)退火爐內加熱段溫度為830±10°C，均熱段溫度為830±10°C，緩冷段出口溫度為700±10°C，快冷段出口溫度為465±10°C，爐區(qū)帶鋼運行速度100~125Mpm。
[0028]考慮B的添加將惡化r值與提高再結晶溫度，在常規(guī)IF牌號810°C加熱溫度的基礎上提高到830±10°C高溫加熱與均熱退火溫度來完成充分再結晶與晶粒長大，實現材料的超低強度與好沖壓成形性，緩冷段出口溫度700±10°C，快冷出口溫度465±10°C，爐區(qū)運行速度100~125mpm的設定范圍主要是考慮帶鋼在爐區(qū)的穩(wěn)定運行能力，解決生產過程中由于溫度不合理與運行速度過高或過低，帶來的爐區(qū)張力波動與鋅鍋工藝段鋅液環(huán)境的波動，從而影響帶鋼機械性能的均勻性與表面質量，此要求有效的解決了常規(guī)生產模式下產生帶鋼表面鋅渣、鋅灰缺陷，提高帶鋼頭中尾性能穩(wěn)定性。
[0029]步驟S5:然后將所述帶鋼經熱鍍鋅處理后，經平整卷取成成品。
[0030]其中，所述帶鋼在熱鍍鋅過程中，所述帶鋼入鋅鍋溫度465±3°C，鋅液溫度455~460°C，鋅鍋 Al:0.205 ~0.235%，鋅鍋Fe:≤ 0.030%，鋅鍋Pb:≤ 0.02%，鋅鍋 Cd:≤ 0.04%。
[0031]帶鋼入鋅鍋溫度465±3°C與鋅液溫度455~460°C的嚴格控制一是控制兩者溫差，避免帶鋼入鋅鍋溫度過高帶來的熱量升高鋅液溫度，帶鋼入鋅鍋溫度過低，熱量不足導致鋅液溫度降低，這種鋅鍋溫度高低不定，將導致鋅鍋中Fe、Zn、Al三者反應復雜化，導致鋅渣鋅流紋等表面缺陷。本技術要點對帶鋼入鋅鍋溫度與鋅液溫度精確控制，解決CR4鍍鋅05級外板所要求的表面鋅渣質量問題。
[0032]將鋅鍋的鋅液中的Al含量控制范圍0.205~0.235%，Fe含量控制在小于等于0.030%，主要是為了產生最佳的Al與Fe的化學反應生成Fe2Al5,生產浮渣上浮到鋅液表面利于去除，減少鋅渣粘附帶鋼，生產05級要求的鍍鋅汽車外板，Al上限控制減少鐵損，太高降低鋅液的流動性；將鋅鍋的鋅液中的Pb含量控制在小于等于0.02%與Cd含量控制在小于等于0.04%，主要是控制鍍鋅板表面鋅花大小，滿足無鋅花鍍鋅外板的表面結構要求。
[0033]將熱鍍鋅處理后的帶鋼進行平整時，采用光整液濕光整模式，光整延伸率0.8~1.5%，光整機工作輥粗糙度3.0um。
[0034]光整延伸率0.8~1.5%，光整機工作輥粗糙度3.0um兩項參數范圍的選定是綜合考慮產品的機械性能與表面結構而定，通過對平整延伸率與粗糙度控制可以獲得低屈服強度與用戶要求鍍鋅板表面粗糙度要求的汽車板產品。解決了因為屈服強度高，深沖性問題與小光整延伸率造成品表面粗糙度偏低，影響汽車外板涂裝效果。
[0035]本發(fā)明主要合金元素作用和限定范圍如下:
[0036]碳:碳是提高材料強度最經濟有效的元素，。對于生產深沖汽車板，需要減少固溶C原子對深沖織構的不利影響，惡化材料深沖性能，本發(fā)明采用的碳含量設定范圍為
0.0008-0.0015%。
[0037]硅:硅為固溶強化元素，但添加過高硅會對材料的塑性產生負面影響，同時若高過Si在退火爐內與Mn的高溫反應生產的氧化物沉積在基體表面，阻止Fe和鋅液的浸潤反應，從而造成基板可鍍性差。因此，本發(fā)明添加硅含量為小于等于0.010%。
[0038]錳:錳具有固溶強化作用，同時可提高材料淬透性，是提高材料強度重要元素之一，Mn元素過低材料強度不足，Mn元素過高強度升高塑性下限，因此本發(fā)明添加錳含量為
0.08-0.18%。
[0039]硫和磷:硫和磷元素過高會對材料韌性和塑性的惡化元素。本發(fā)明嚴格限定了硫含量控制在小于等于0.008%，磷含量控制在小于等于0.010%ο
[0040]鋁:鋁主要為脫氧元素，過高的Al導致強度升高，塑性降低。本發(fā)明限定了鋁含量為 0.025 ~0.06%ο
[0041]鈦:充分利用Ti與N反應生成TiN，。本發(fā)明添加0.08%~0.12%的Ti配合合適的生產工藝，將間隙原子N完全固定，同時避免過多過剩Ti的存在，改善材料的深沖性能，因此，本發(fā)明限定Ti含量為0.03~0.07%。
[0042]氮:氮作為間隙原子存在，惡化IF鋼材料成形性與時效性，與Ti元素含量的合理匹配，完成N的充分固定。因此，本發(fā)明限定氮含量為小于等于0.004%。
[0043]P和B:磷是IF鋼中強化元素，P含量超過0.01%對強度提高非常明顯，同時存在P元素的易發(fā)生晶界偏析發(fā)生晶間斷裂，降低材料的二次加工脆性，而硼在超潔凈IF鋼中以流離形向晶界的偏聚，強化鐵素體晶界強度，提高在材料二次加工工程中抵抗晶界斷裂能力，同時B的晶界偏析將抑制P的晶界偏聚，降低二次加工脆性轉變溫度，但是過高的硼含量將提高再結晶溫度與固溶強化，嚴重降低材料深沖性能，過低的硼含量達不到預期的晶界強化效果。因此，本發(fā)明限定P含量控制在小于等于0.010%，B含量控制在0.0006~
0.0012%
[0044]本發(fā)明提供的CR4熱鍍鋅汽車用鋼對S1、P和B元素含量進行了嚴格的控制，Si元素含量的減少改善鍍鋅板鍍層附著性，P元素含量上限的合理控制能夠減少P的晶界偏析，提高抗二次加工脆性，B元素含量上下限的合理控制，通過B晶界偏聚，強化晶界并防止磷的偏析，同時避免了過高的B元素含量導致的再結果溫度升高，導致材料深沖性能降低。
[0045]本發(fā)明提供的CR4熱鍍鋅汽車用鋼的生產方法綜合考慮熱軋卷取溫度、退火溫度、鋅鍋工藝參數，該方法采用了熱軋高溫卷取，能夠獲得等軸狀潔凈鐵素體組織提高材料的深沖性能，該方法退火工藝過程中高溫退火工藝能提高成形性能和催進碳化物的溶解，隨后快冷段高的溫差與冷卻速率能保證溶解后C移動晶界處強化晶界，提高抗二次加工脆性，該方法熱鍍鋅工藝過程中采用較高帶鋼入鍋溫度、穩(wěn)定的鋅鍋Al、Fe、Pb、Cd元素含量控制，以及有利于鋅鍋狀態(tài)穩(wěn)定的帶鋼運行速度，降低CR4熱鍍鋅汽車用鋼板表面的鋅渣、鋅灰等表面缺陷，生產出滿足要求的05級汽車外板。
[0046]本發(fā)明提供的CR4熱鍍鋅汽車用鋼及其生產方法通過調整S1、P、B含量和在對熱車U連續(xù)退火與熱鍍鋅工藝綜合優(yōu)化，所生產的CR4熱鍍鋅汽車用鋼板具有高深沖性能、極低二次加工脆性·轉變溫度與05級汽車外板的特點，滿足高端汽車用戶要求，帶來可觀的經濟效益。
[0047]為了深入了解本發(fā)明，下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0048]在本發(fā)明實施例中，各化學成分含量如表一所不:
[0049]表一
[0050]
【權利要求】
1.一種CR4熱鍍鋅汽車板用鋼，其特征在于，其化學成分質量百分比為:
C:0.0008-0.0015%, Mn:0.08-0.18%, S1:≤0.010%, P:≤0.010%, S:≤0.008%, Als:0.025-0.06%, N S 0.004%, B:0.0006 ~0.0012%, Ti:0.03 ~0.07%，其余為 Fe 及不可避免雜質。
2.—種生產如權利要求1所述的一種CR4熱鍍鋅汽車板用鋼的方法，其特征在于，包括: 將經冶煉獲得的化學成分如權利要求1所述的板坯進行加熱后，經過粗軋、精軋獲得熱軋板； 將所述熱軋板經層流冷卻后卷取成熱軋卷； 將所述熱軋卷通過冷軋獲得冷硬卷； 將所述冷硬卷經過連續(xù)退火處理獲得帶鋼； 然后將所述帶鋼經熱鍍鋅處理后，經平整卷取成成品，所述帶鋼在熱鍍鋅過程中，所述帶鋼入鋅鍋溫度465±3°C，鋅液溫度455~460°C，鋅鍋Al:0.205~0.235%，鋅鍋Fe:≤0.030%，鋅鍋 Pb ≤ 0.02%，鋅鍋 Cd:≤0.04%。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 將所述板還進行加熱時，加熱溫度為1230±30°C。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 將加熱后的板坯經過粗軋、精軋時，終軋溫度為930±20°C。
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 將所述熱軋板經層流冷卻后卷取成熱軋卷時，卷取溫度為730±20°C。
6.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 將所述熱軋卷通過冷軋獲得冷硬卷時，冷軋壓下率為76.4~85.5%。
7.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 將所述冷硬卷經過連續(xù)退火處理獲得帶鋼時，連續(xù)退火爐內加熱段溫度為830± 10°C，均熱段溫度為830 ± I (TC，緩冷段出口溫度為700 ± I (TC，快冷段出口溫度為465 ± I (TC，爐區(qū)帶鋼運行速度100~125Mpm。
8.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 將熱鍍鋅處理后的帶鋼進行平整時，采用光整液濕光整模式，光整延伸率0.8~1.5%，光整機工作輥粗糙度3.0um。
【文檔編號】C23C2/40GK103627957SQ201310479363
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權日:2013年10月14日
【發(fā)明者】黃學啟, 朱國森, 崔陽, 李亞東, 賈岳, 李一丁, 杜倩 申請人:首鋼總公司