一種320MPa級厚規格熱鍍鋅鋼及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種鍛鋒鋼及生產方法，具體地屬于一種350MPa級厚規格熱鍛鋒鋼 及生產方法，其鋼板的厚度規格為2. 5~3.0mm。
【背景技術】
[0002] 為滿足汽車輕量化和整車耐腐蝕性能的需求，W掛車為代表的商務車選材普遍采 用高強度厚規格冷社熱鍛鋒板替代熱社板。同時，在鋼結構、建筑等行業對剛度、美觀與安 全的要求日益提高，必然引領具備高剛度、高表面質量、優異耐腐蝕性能的高強度厚規格冷 社熱鍛鋒鋼的市場應用需求。
[0003] 現有技術和產品大多采用高C、Si、Μη等固溶強化元素W實現高強度，必然帶來表 面質量和焊接性能的惡化；部分產品利用冷硬態加工硬化、控制回復再結晶程度實現高強 度，但產品成型性能和性能均勻性惡化。同時，采用美鋼聯法立式退火爐生產2. 5mm厚度規 格W上存在通板風險。
[0004] 經檢索，中國專利申請號為CN103146998A的文獻，披露了一種400M化級W 上鍛鋒高強結構鋼，其基板成分包括C:0. 06-0. 10%、Μη:0. 4-1. 0%、Si:0. 10-0. 30%、P: 《0. 015%、S 0. 015%、Als:0. 02-0. 05%、佩：0. 01-0. 05%、其余為化，其采用佩微合金化 晶粒細化和析出強化機理，但其成分Si含量較高，由于"Sandelin效應"惡化厚鋒層表面質 量，且由于采用美鋼聯法立式退火爐生產，導致生產2. 5~3.0mm厚規格存在困難。
[0005] 中國公布號為CN102676759的專利文獻，公開了控制退火溫度生產390-500MPa 結構級鍛鋒產品。其通過控制產品回復再結晶程度，W實現不同強度級別目的，退火溫度在 580-650°C范圍內。其產品組織因為未完全再結晶狀態，故不能保證組織、性能的均勻性，不 適應于漉壓成形用地板等零件的制造；且該專利提及的產品厚度規格上限為2.0mm，針對 替代熱社板的高強度熱鍛鋒板厚度規格在2. 5-3. 0mm范圍，無法通過該專利生產方法實現 退火溫度的精準控制。
【發明內容】
[0006] 本發明針對現有技術存在的不足，提供一種厚度在2. 5~3.0mm，具有優異的彎曲成 形性能、鍛層重量在275g/m2的厚鋒層表面質量和性能均勻性的320MPa級厚規格熱鍛鋒鋼 及生產方法。
[0007] 實現上述目的的措施： 一種320MPa級厚規格熱鍛鋒鋼，其組分及重量百分比含量為：C:0. 05~0. 07%，Si: 0 ~0. 03%，Mn:0. 3 ~0. 5%，P:<0. 015%，S:<0. 012%，A1 :0. 02 ~0. 04%，佩：0. 01 ~0. 03〇/〇， 其余為化及不可避免的雜質。
[0008] 生產一種320MPa級厚規格熱鍛鋒鋼的方法，其步驟： 1) 經鐵水脫硫后進行轉爐冶煉，并控制出鋼溫度不低于1650°C; 2) 進入氣站進行處理，并控制氣流量在40~eONmVh，處理時間為不少于6min; 3) 采用氣封保護誘鑄，控制拉巧速度在1. 3~1. 5m/min; 4) 對鑄巧加熱，加熱溫度控制為1200~1300°C; 5) 進行熱社，其中：控制粗社道次為5~12道次，精社道次為7道次，終社溫度控制在 850 ~91(TC; 6) 進行卷取，控制卷取溫度在550~650°C; 7) 經風冷冷卻后進行冷社，冷社總壓下量控制在不低于65% ; 8) 采用改良森吉米爾法進行熱鍛鋒，其中： 在熱鍛鋒加熱爐的預熱段及直燃段，控制空燃比在0. 95-0. 98;在福射管加熱段、均熱 段及噴冷段是在保護氣體的作用下進行退火和還原處理，其退火溫度為：出直燃段溫度為 700~790°C，出福射管加熱段溫度為810~840°C，均熱段溫度為810~840°C，入鋒鍋溫度 為460~500°C;并控制鋼帶運行速度在45-50m/min內任意一個值固定運行；同時控制氣刀 與鋒鍋液面間距在400~600mm，控制氣刀與鋼板間距在10-20mm，氣刀壓力控制在200~ 400mbar； 9) 自然冷卻至室溫后待用。
[0009] 本發明各元素的作用及機理 C:碳是最有效的間隙固溶強化元素，因此隨著碳含量的增加，鋼種強度明顯增加，但 其初性、塑性性能惡化。鋼種含碳量對熱鍛鋒有顯著的影響，含碳量越高，鐵-鋒反應就愈 劇烈，鐵的損失愈大，鋼基參加反應愈劇烈，即鐵-鋒合金層變得愈厚而使鍛鋒層附著力變 差。隨著鋼種碳含量的增加，其屈服強度和抗拉強度也相應增大，特別是碳在組織中W滲碳 體(或珠光體)形式存在時能產生很大的相變強化作用。各種試驗結果表明，鋼中每增加0. 1%碳含量，其屈服強度平均提高28MPa、抗拉強度平均提高70MPa。
[0010]Si:娃為置換固溶強化元素，但高娃含量易在表面被氧化生產Si〇2引起圣德林效 應，形成灰色鍛層使粘附性變差。與鐵比較，往平衡氧分壓低的鋼中添加Si等元素時，由于 退火時添加元素會通過選擇氧化，富集在鋼扳表面，運些在表面形成的氧化物會妨礙與鋒 液的粘著性。在粘著性差的情況下，就會發生所謂的"鍛不上鋒"（影響產品外觀質量），因 此，作為Μη的替代元素，Si和化等元素不適合添加在熱鍛鋒鋼板中。因此，必須控制娃含 量在較小的范圍內。
[0011]Μη:儘是鐵素體置換固溶元素，通過固溶強化提高鋼的強度。
[0012]Ρ:-般情況下，憐作為殘余元素存在于鋼中、是鋼中有害元素。憐含量較多時，容 易發生成分偏析、在晶界處偏聚，鋼容易發生冷脆。
[0013]S:硫是鋼種的有害元素，儘的添加可W與硫形成具有塑性的MnS夾雜，減輕硫的 有害影響，但MnS會引起熱社鋼板橫向初性差的問題。并且鋼種采用低儘合金設計，必須嚴 格限制硫含量 A1 :侶的加入是低碳鋼最有效的脫氧方式。侶與鋼中氮形成A1N，彌散的A1N阻止奧氏 體再結晶，細化了轉變后的晶粒。但對于低碳侶鎮靜鋼，隨著Als的增加，鋼中夾雜物數量 增多，夾雜物尺寸也將變大，鋼質變差，惡化鋼的沖壓加工性能和鍛層附著性能。
[0014] 佩：佩為微合金化元素，其作用機理主要是通過細化晶粒和沉淀析出強化來提高 鋼的強度，是