本發明屬于金屬材料領域,尤其是一種低合金高強鋼板及其生產方法。
背景技術:
隨著汽車安全性能要求的提高,在汽車車身制造中越來越多地采用具有良好強塑積的高強鋼。一方面在不損失汽車安全性能的前提下減輕車身重量;另一方面降低汽車油耗和減少環境污染;因此,高強鋼在汽車車身制造中的使用越來越多,尤其是在一些安全件和結構件生產上。而傳統的微合金化高強鋼由于具有良好的屈強比和焊接性能,在汽車零部件制造中仍然廣泛使用,該類鋼種主要通過添加mn和si等固溶強化元素以及nb、v和ti等微合金化元素來提高材料強度,同時具備一定的成形性能;但也造成了該類鋼的成本較高。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是提供一種低成本的低合金高強鋼板;本發明還提供了一種低合金高強鋼板的生產方法。
為解決上述技術問題,本發明成分的質量百分含量為:c0.08~0.10%,mn0.8~1.0%,nb0.045~0.060%,als200~500ppm,p≤0.025%,s≤0.010%,n≤50ppm,其余為鐵和不可避免的雜質。
本發明中:
c:碳是鋼中最基本的元素,作為鋼中的間隙原子,對提高鋼的強度起著非常重要的作用,對鋼的屈服強度和抗拉強度影響最大。通常情況下,鋼的強度越高,延伸率越低,因此碳含量控制在0.08~0.10%之間。
mn:固溶強化元素,一般每加入1%(質量百分比)含量的mn會將鐵素體的強度提高40mpa,通常情況下,對于al鎮靜鋼為了避免s產生的熱裂紋,一般需要將mn/s控制在20及以上;同時在過冷奧氏體轉變過程中,可以推遲向貝氏體和珠光體的轉變。
p:在本發明中,p為雜質元素,控制的越低越好。
al:脫氧元素,為了有效地脫氧通常將als控制在200~500ppm。
n:為有害雜質元素,在室溫的鐵素體中擴散速度快,很容易導致室溫時效,為了使得最終產品具有良好的成形性能,本發明中n含量控制在50ppm及以下。
s:有害雜質元素,控制越低越好,本發明控制在0.010%及以下。
nb:為碳化物、氮化物或碳氮化物形成元素,在熱軋時,可以抑制再結晶,細化熱軋以及退火后成品的晶粒,同時可以通過形成析出相相改善材料的韌性,提高強度。
本發明方法包括熱軋、冷軋、退火和平整工序,所述鋼板成分的質量百分含量如上所述。
本發明方法所述熱軋工序:加熱溫度1250~1320℃,加熱時間為120~180分鐘,熱軋終軋溫度為870±10℃,卷取溫度為560~680℃。
本發明方法所述冷軋工序:冷軋壓下率控制在50~80%。
本發明方法所述退火工序:退火均熱溫度為730~820℃,均熱時間為60~250s;快冷開始溫度為670±30℃,過時效溫度為350±50℃,最后入水冷卻。
本發明方法所述平整工序:采用平整延伸率控制模式,平整延伸率為1.0~1.5%。
采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本發明采用低碳設計,通過mn的固溶強化、nb析出強化和細晶強化來控制材料的強度;并且不加入貴重合金、合金元素含量少,具有低成本的特點。
本發明方法通過熱軋卷取溫度、冷軋壓下率、連退工序退火溫度、平整延伸率等過程參數的優化組合實了低合金高強鋼的低成本生產;在生產高性能的低合金高強鋼以滿足客戶的不同要求的同時,降低了成本,具有顯著的經濟效益。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。
實施例1-8:本低合金高強鋼板的生產方法包括煉鋼、lf精煉、連鑄、熱軋、冷軋和連續退火工序,各工序的工藝如下所述。
(1)煉鋼工序:采用100噸的頂底復吹轉爐,通過轉爐吹煉降低碳和磷,出鋼過程中采用擋渣器進行擋渣,采用硅鋁復合脫氧,將錳和鈮配置到中限。
(2)lf爐精煉和連鑄工序:加入石灰、鋁鎂鈣鐵進行造渣脫氧脫硫操作,渣中的feo+mno質量百分數含量小于1%,加入鈮鐵和金屬錳鐵對成分進行微調,同時進行鈣處理,對夾雜物進行變性,鈣處理后靜吹7~15分鐘,幫助夾雜物上浮,連鑄工序澆鑄速度為1.0~1.5m/min,鑄坯厚度為230mm,鋼液過熱度控制在15~30℃;所得鑄坯成分的質量百分含量為:c0.08~0.10%,mn0.8~1.0%,nb0.045~0.060%,als200~500ppm,p≤0.025%,s≤0.010%,n≤50ppm,其余為鐵和不可避免的雜質。各實施例的鑄坯具體成分配比見表1。
表1:各實施例的化學成分(wt%)
表1中,余量為鐵和不可避免的雜質。
(3)熱軋和冷軋工序:熱軋工序中,加熱溫度1250~1320℃,加熱時間為120~180分鐘,熱軋終軋溫度為870±10℃,卷取溫度為560~680℃。冷軋工序中的冷軋壓下率控制在50~80%。各實施例中熱軋和冷軋工序的具體工藝參數見表2
表2:熱軋和冷軋工序的工藝參數
(4)退火和平整工序:退火工序中,退火均熱溫度為730~820℃,均熱時間為60~250s,快冷開始溫度為670±30℃,過時效溫度為350±50℃,最后入水冷卻至室溫。平整工序采用平整延伸率控制模式,平整延伸率1.0~1.5%。各實施例退火和平整工序的具體工藝參數見表3。
表3:退火和平整工序的工藝參數
表3中的厚度是指退火工序所得鋼板的厚度。
(5)經檢測,各實施例所得高強度鋼板的機械性能見表4。
表4:高強度鋼板的機械性能
由表4可見,本方法所得高強度鋼板的性能穩定。