基于罩式退火處理的抗拉強度600MPa級冷軋鋼及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于罩式退火處理的抗拉強度600MPa級冷軋鋼，其化學成分按重量百分比為：C:0.10～0.17％；Si≤0.3％；Mn:1.5～2.0％；P≤0.02％；S≤0.01％；N≤0.008％；Al:0.02～0.05％；O:≤0.004％；其余為鐵和不可避免雜質。本發明所得鋼的屈服強度大于500MPa，抗拉強度大于600MPa，延伸率15～25％。
【專利說明】基于罩式退火處理的抗拉強度600MPa級冷軋鋼及其制備 方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于冷軋汽車用鋼生產【技術領域】，具體地，本發明涉及一種基于罩式退火 處理的抗拉強度600MPa級冷軋鋼及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 能源環保對載重汽車制造企業的要求逐漸提高。因此，降低車身重量，提高高強度 鋼的使用比例成為目前載重汽車制造業的重要方向。這類高強鋼主要用于制造汽車廂體、 汽車底板以及高強度防護欄結構件等，可以大幅度減輕汽車的重量，符合目前輕量化技術 的發展趨勢。冷軋高強鋼制造工藝技術控制水平的大幅度提高，為實現以薄規格冷軋高強 度產品替代厚規格的熱軋低級別產品提供了保障。產品在具備高強度的同時，又具有優良 的冷彎成形性能和抗沖擊性能，制備的構件不易開裂。
[0003] 制造高強度冷軋鋼板目前的方法一般包括兩類，一種是通過微合金化的方法來 提高強度。如中國專利CN101956139A公開了一種制備屈服強度700MPa級高強度冷軋鋼 板的方法，采用薄板坯連鑄連軋流程、冷軋、退火、精整等流程制備而成；其中，精煉后鋼水 的主要化學成分為：C :0· 03 ?0· 07wt. %、Si :彡 0· 35wt. %、Mn :0· 40 ?2. Owt. %、P : 彡 0· 020wt. %、S 彡 0· OlOwt. %、Cr :0· 25 ?0· 80wt. %、Ti :0· 06 ?0· 25wt. %，其余為 Fe 和不可避免雜質，所制備的高強度冷軋鋼板屈服強度超過700MPa，延伸率大于5%。該方法 由于采用薄板坯連鑄連軋工藝與傳統的熱連軋工藝存在不同，添加的合金元素也較多。
[0004] 另外一種是通過相變強化的方法，如Trip鋼、DP雙相鋼等。涉及此類方法的專 利較多，如中國專利CN101871078A公開了一種超高強度冷軋帶鋼或鋼板，其按重量百分比 計的化學成分為：C :0· 08 ?0· 18%，Si :0· 1 ?0· 6%，Mn :1· 4 ?2. 4%，P :彡 0· 02%，S : 彡 0· 005%，Al :0· 01 ?0· 05%，N :彡 0· 006%，Cr :0· 1 ?0· 4%，B/N :0· 2 ?0· 77,其余 為Fe及不可避免的雜質。該超高強度冷軋鋼板的制造方法，通過熱軋、冷軋、連續退火及 淬火后回火，得到最終的馬氏體+鐵素體雙相組織。中國專利申請CN102212745A公開了一 種高塑性780MPa級冷軋雙相鋼及其制備方法，化學成分重量百分比為：C0. 06% -0. 08% ; SiL 0% -I. 3%；Mn2. I % -2. 3% ；P ^ 0. 01%；S^ 0. 01%；Alt0. 02% -〇. 07%；N^ 0. 005%； 余量為Fe及不可避免雜質。熱軋工藝參數為：連鑄坯加熱溫度，1250±30°C ;終軋溫度， 890±30°C ;卷取溫度，670±30°C ;冷軋壓下率，50% -70% ;控制連續退火工藝。上述專利 涉及到相變強化，添加較多的合金元素，對于設備的要求較高，需要連續退火線才能實現。
[0005] 冷軋高強鋼采用連續退火爐退火比較容易實現其力學性能，但是也存在以下缺 占·
[0006] 1、連續退火爐設備投資大，需要有快速冷卻、分段冷卻等工藝，退火工藝復雜，特 別是對生產線的自動化和操作人員要求高，工藝操作困難，更加適合雙相鋼、復相鋼等鋼種 的退火處理。
[0007] 2、連續退火生產線適于生產批量大、規格單一的產品，可以實現連續生產；對于沒 有連續退火設備或受連續退火生產工藝限制的鋼種，成本增加明顯，工藝調整頻繁。


【發明內容】

[0008] 本發明的目的在于，提供一種基于罩式退火處理的抗拉強度600MPa級冷軋鋼，該 鋼的屈服強度大于500MPa，抗拉強度大于600MPa，延伸率15?25%，特別適于塑性要求較 高的高性能汽車焊管等結構件的制備，滿足了汽車用鋼對低成本、高強度、良好塑性及成形 性能的需求。
[0009] 為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：
[0010] 一種基于罩式退火處理的抗拉強度600MPa級冷軋高強度鋼，其化學成分組成按 重量百分比（％)為：
[0011] C:0. 10 ?0· 17 ;Si 彡 0· 3 ;Μη:1· 5 ?2. 0 ;P 彡 0· 02 ;S 彡 0· 01 ;N 彡 0· 008 ; Al :0. 02?0. 05 ;0:彡0. 004 ;其余為鐵和不可避免雜質。
[0012] 本發明的冷軋鋼可制成厚度在2mm以下的鋼板或鋼帶。
[0013] 本發明的另一個目的在于，提供一種基于罩式退火處理的抗拉強度600MPa級冷 軋鋼的制備方法，所述方法包括熱乳一可逆式軋機冷乳一罩式退火，其中：
[0014] 1)熱軋
[0015] 連鑄坯厚度為160?175mm，在加熱爐中加熱溫度1180?1250°C，加熱時間 110?150分鐘；粗軋過程進行3?5道次軋制，中間坯料厚度為28?32mm，熱軋終軋溫度 890°C?920°C，層流冷卻的冷卻速度為5?15°C /S，卷取溫度采用590°C?620°C，熱軋成 品厚度3?3. 75mm ;
[0016] 2)冷軋
[0017] 將熱軋成品酸洗去除表面氧化鐵皮并進行重卷；然后在可逆式冷軋機上進行冷 車L，按8?12道次進行軋制，一個軋程完成，總壓下率為75?90% ;
[0018] 3)罩式退火，工藝條件如下：
[0019] 將冷軋成品進行罩式退火，退火溫度為650?750°C，保溫時間控制在10?16h范 圍內，隨后進行緩冷；再結晶晶粒部分適度長大，使晶粒尺寸在6?10 μ m，實現細晶強化； 退火后鋼帶的抗拉強度不低于600MPa，延伸率不低于15% ;
[0020] 本發明制得的鋼帶或鋼板的厚度在0. 8?I. 5mm。
[0021] 優選地，罩式退火步驟中，退火溫度670?700°C，保溫時間10?llh。
[0022] 本發明冷軋高強鋼帶可達到如下綜合性能：根據不同的厚度規格，抗拉強度 600?700MPa，延伸率15?25% ;本發明鋼材焊接性能及成型性能良好。
[0023] 本發明中罩式退火的退火時間和退火溫度對于鋼強度達到600MPa級起著重要作 用。罩式退火爐由于受到設備限制，不能實現高溫退火，只能通過控制退火晶粒尺寸大小的 方式實現強度指標。進一步優選，退火溫度670?700°C之間，保溫時間控制在10?llh， 隨后的緩冷時間控制在20?23h。
[0024] 本發明通過上述工藝方法，工藝過程簡單，控制便捷，制得600MPa以上的抗拉強 度和延伸率不低于15 %的鋼帶（板），厚度在0. 8?I. 5mm，且具有良好的塑性，完全能夠滿 足汽車焊管冷成型的要求。
[0025] 需要說明的是，本發明上述工藝中步驟1)的連鑄坯是按現有技術制得的，也即熱 軋之前的煉鋼工序均按現有技術，按本發明的化學成分設計要求進行配料，轉爐冶煉、精 煉、連鑄等。
[0026] 本發明提供的600MPa級別冷軋高強鋼板，是在普通碳錳結構鋼成分的基礎上，通 過提高Mn元素含量和采用熱軋控軋控冷技術后的鋼帶為原料，進行冷軋及退火處理?？?慮到普通熱連軋機的生產特點，充分利用細晶強化和機制，控制熱軋態鋼帶的晶粒尺寸在 10 μ m以下；以極低的成本制造出了抗拉強度在600MPa以上，延伸率在15%以上，具有良好 成型性能的鋼帶，能夠滿足汽車焊管用鋼的需要。特別適用于制作汽車防撞焊管、汽車底板 等具有較高延伸要求的汽車結構件。
[0027] 本發明與現有技術相比較，具有下列顯著的優點：
[0028] 1、本發明的軋制工藝分別是在常規熱連軋機和普通可逆式冷軋機上實現的。采用 低碳高Mn成分設計，冷軋后的鋼材強度高，抗拉強度600MPa以上，延伸率達到了 15?25%; 滿足汽車焊管結構件的使用要求。
[0029] 2、采用罩式退火，可以實現小批量、多規格、多品種生產，退火溫度低，工藝簡單， 可操作性強，成本低。但是罩式退火溫度需要嚴格保證在650?750°C之間，保溫時間控制 在10?16h范圍內。
[0030] 本發明經過冷軋退火后的薄規格鋼帶，能夠實現在普通可逆式冷軋機和罩式退火 設備上加工制造，在具備低成本優勢同時，抗拉強度實現600MPa以上級別，延伸率達到了 15?25% ;具有良好的塑性，滿足汽車焊管冷成型的要求。

【具體實施方式】
[0031] 以下列舉具體實施例對本發明進行說明。需要指出的是，實施例只用于對本發明 作進一步說明，不限制本發明的保護范圍，其他人根據本發明做出的非本質的修改和調整， 仍屬于本發明的保護范圍。
[0032] 根據表1設定的化學成分范圍按以下工藝流程制備連鑄坯，以化學成分C、Si、Mn、 S、P和Fe為原料，進行轉爐冶煉、精煉、連鑄、鑄坯直接加熱或者均熱。
[0033] 表1、化學成分（wt %，余量鐵）
[0034]

【權利要求】
1. 一種基于罩式退火處理的抗拉強度600MPa級冷軋鋼，其特征在于，其化學成分按重 量百分比為：C:0. 10 ?0· 17% ;Si 彡 0· 3% ;Μη:1· 5 ?2. 0% ;P 彡 0· 02% ;S 彡 0· 01% ; N < 0· 008% ;Α1:0· 02?0· 05% ;0: < 0· 004% ;其余為鐵和不可避免雜質。
2. 如權利要求1所述的冷軋鋼，其特征在于，所述冷軋鋼為鋼板或鋼帶，所述鋼板或鋼 帶的屈服強度大于500MPa，抗拉強度大于600MPa，延伸率15?25%。
3. -種基于罩式退火處理的抗拉強度600MPa級冷軋鋼的制備方法，所述方法包括熱 車L一可逆式軋機冷乳一罩式退火，其中： 1) 熱軋 連鑄坯厚度為160?175mm，在加熱爐中加熱溫度1180?1250°C，加熱時間110?150 分鐘；粗軋過程進行3?5道次軋制，中間坯料厚度為28?32mm，熱軋終軋溫度890°C? 920°C，層流冷卻的冷卻速度為5?15°C /S，卷取溫度采用590°C?620°C，熱軋成品厚度 3 ?3. 75mm ； 2) 冷軋 將熱軋成品酸洗去除表面氧化鐵皮并進行重卷；然后在HC可逆冷軋機上進行冷軋，制 得的鋼板的厚度在〇· 8?1. 5mm ; 3) 罩式退火 將冷軋成品進行罩式退火，退火溫度650?750°C，保溫時間10?16h，退火后緩冷時 間為20?23h。
4. 如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，冷軋步驟中，按8?12道次進行軋制， 一個乳程完成，總壓下率80?93%。
5. 如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，罩式退火步驟中，退火溫度670? 700°C，保溫時間10?llh。
【文檔編號】C22C38/06GK104294145SQ201410558821
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】趙培林, 孫業華, 王偉, 王濤, 李超, 王孝科, 郝帥, 揭曉東, 李劍省, 孫建衛, 路峰, 張章, 楊旭 申請人:山東鋼鐵股份有限公司