一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產方法
2023-11-12 03:13:02 2
一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產方法
【專利摘要】本發明涉及一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產方法，屬於鐵基合金【技術領域】。解決現有技術中採用臥式連續退火爐退火生產無間隙原子熱鍍鋅鋼板時存在的產品性能不達標的技術問題。本發明採用的技術方案是：一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，化學成分重量百分比為：C：0.0005％～0.0028％，Si：≤0.03％，Mn：0.08％～0.20％，Ti：0.02％～0.065％，N≤0.0030％，P≤0.015％，S≤0.010％，餘量為Fe和不可避免的夾雜元素。冷軋鋼板顯微組織晶粒度級別為I6.5～I8.O級，屈服強度為165～200MPa，抗拉強度為270～330MPa，斷後伸長率A80mm為38％～44％，塑性應變比r值≥1.9。本發明降低了無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板生產成本。本發明產品主要用於家電產品、五金結構等。
【專利說明】一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產方法，屬於鐵基合金【技術領域】。
【背景技術】
[0002]無間隙原子鋼又稱為IF鋼(Interstitial-Free Steel的簡稱)。由於其沒有間隙原子，因此具有優異的深衝性能和非時效性，特別是無間隙原子熱鍍鋅鋼板，在冷軋後經過再結晶溫度以上的退火處理後，具有更加優異的衝壓成形性能。生產熱鍍鋅IF鋼產品的現有技術有兩種，一種是經過罩式退火工藝後經過清洗再進行熱鍍，一種是經過連續退火工藝後直接熱鍍。與經過罩式退火工藝相比，連續退火後直接熱鍍鋅具有:連續生產，生產效率高；帶鋼長度和寬度方向上力學性能均勻，板形好的優點。因此，連續退火熱鍍鋅工藝生產的無間隙原子鍍鋅鋼板在家電產品、五金結構上得到了廣泛的應用。
[0003]現有技術生產的無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板均採用立式連續退火爐，其退火均熱段在200-500米，退火溫度在760-800°C，可保證帶鋼在均熱段停留時間為60-120秒，使得帶鋼能夠退火充分；但是這種立式連續退火爐投資大，能耗高。
[0004]相對於立式連續退火爐而言，臥式連續退火爐投資少，能耗低。有的企業也曾嘗試採用臥式連續退火爐生產無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，因臥式連續退火爐的均熱段長度僅60米，正常退火溫度在700-770°C，帶鋼通常在爐內均熱段停留時間為36-59秒，帶鋼退火時間不夠，如果退火溫度提高至760-800°C，則產品性能達不到衝壓性能要求；若繼續提高退火溫度，此時IF鋼晶粒組織快速長大後，有可能發生二次再結晶，造成組織異常，存在性能惡化的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產方法，主要解決現有技術中採用臥式連續退火爐退火生產無間隙原子熱鍍鋅鋼板時存在的產品性能達不到要求的技術問題。
[0006]本發明採用的技術方案是:
[0007]—種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，化學成分重量百分比為:C:0.0005 %~
0.0028 %, S1:≤ 0.03 %，Mn:0.08 % ~0.20 %，Ti:0.02 % ~0.065 %，N ≤ 0.0030 %，P≤0.015%, S ≤ 0.010%，餘量為Fe和不可避免的夾雜元素。冷軋鋼板顯微組織晶粒度級別為16.5~18.0級，屈服強度為165~200MPa，抗拉強度為270~330MPa，斷後伸長率A8mm為38%~44%，塑性應變比r值≥1.9。
[0008]本發明所述的無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的化學成分限定在上述範圍內的理由如下:
[0009]碳:無間隙原子熱鍍鋅鋼板中的C含量直接影響產品衝壓性能，特別在退火均熱時間不足條件下，影響低的屈服強度和高的均勻延伸率的性能。因此，本發明技術方案設定C 含量範圍為 0.0005%~0.0028%，優選為 0.0010%— 0.0020%。
[0010]氮:在無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板中氮增加對鋼板深衝性能不利，因此要求降低N含量。本發明技術方案設定N含量≤0.0030%。
[0011]鈦:通過Ti的加入，進一步和C、N原子結合，生成Ti的碳氮化合物，從而消除游離的C、N原子，實現鋼中無間隙固溶原子存在。鈦含量與鋼板的再結晶溫度相關，鈦含量要與退火溫度需相匹配，因此，本發明技術方案設定Ti含量為0.02%~0.065%。
[0012]錳:本發明鋼中的Mn主要是減少鋼坯加工中熱脆性。本發明技術方案設定Mn含量範圍為0.08%~0.20%，優選為0.08%~0.015%。
[0013]矽:本發明鋼中的Si為雜質元素，為鋼中殘餘含量。Si含量要求過低則會提高煉鋼精煉工序的成本。本發明技術方案設定Si含量≤0.03%。
[0014]硫:本發明鋼中的S為雜質元素，過低的S含量會增加煉鋼脫硫的成本。本發明技術方案設定S含量≤ 0.010%。
[0015]磷:本發明鋼中的P為雜質元素，過低的P含量會增加成本。本發明技術方案設定P含量≤0.015%。
[0016]一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的生產方法，按下述成分質量百分比冶煉:C:0.0005 % ≤0.0028 %, Si: ≤ 0.03 %, Mn:0.08-0.20 %, Ti:0.02 % ~0.065 %,N≤0.0030%, P ≤ 0.015%, S ≤ 0.010%，餘量為Fe和不可避免的夾雜元素；依次採用鐵水脫硫、轉爐頂底複合吹煉、RH爐精煉、澆鑄成連鑄板坯；連鑄坯經加熱爐加熱至1080~1160°C,在熱連軋機架上進行軋制，粗軋軋制溫度為980~1120°C;精軋階段為7道次軋制，精軋開軋溫度為950~1050°C，精軋結束溫度為900~940°C;卷取獲得鋼板厚度為2.0~
4.0mm熱軋鋼卷，卷取溫度為680~740V ;熱軋鋼卷重新開卷經過酸洗去掉表面氧化鐵皮後，在冷連軋機上或往復式單機架軋機上經過多次冷軋，冷軋壓下率為70%~90% ;冷軋後的軋硬狀態帶鋼經臥式連續退火爐退火，在臥式連續退火爐均熱段的退火溫度為810~850°C，退火時間為35~59s ;熱鍍鋅、卷取得到無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板成品，其特徵是:
[0017]1、鋼中的碳含量設定
[0018]無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板中的C含量直接影響產品衝壓性能，特別在退火均熱時間不足條件下，影響低的屈服強度和高的均勻延伸率的性能。因此，綜合考慮，本發明技術方案設定C含量範圍為0.0005%~0.0028%，優選為0.0005%~0.0020%。
[0019]2、鋼中的鈦含量設定
[0020]通過Ti的加入，進一步和C、N原子結合，生成Ti的碳氮化合物，從而消除游離的C、N原子，實現鋼中無間隙固溶原子存在。鈦含量與鋼板的再結晶溫度相關，鈦含量要與退火溫度需相匹配，因此，綜合考慮，本發明技術方案設定Ti含量為0.02%~0.065%。
[0021]3、鋼中的錳含量設定
[0022]本發明鋼中的Mn主要是減少鋼坯加工中熱脆性。因此，綜合考慮，本發明技術方案設定Mn含量範圍為0.08%~0.20%，優選為0.08%~0.015%。
[0023]4、板坯加熱溫度設定
[0024]在無間隙原子鋼連鑄板坯的加熱過程要發生Ti (C、N)第二相粒子的溶解。加熱溫度在1080~1160°C，有利於減少第二相粒子發生溶解有利於退火後晶粒的再結晶長大。因此，綜合考慮，本發明板坯加熱溫度設定為1080~1160°C。
[0025]5、精軋結束溫度設定
[0026]無間隙原子鍍鋅鋼板的精軋終軋溫度要高於Ar3相變點，因此，綜合考慮，本發明精軋結束溫度設定為900~940°C，優選為910~920°C。
[0027]6、卷取溫度設定
[0028]熱軋終軋卷取溫度主要影響材料的組織、性能及冷軋後的連退再結晶溫度。隨著卷取溫度的升高，可使析出物充分粗化，晶粒充分長大。因此，綜合考慮，本發明卷取溫度設定為680~740°C，優選為700~740°C。
[0029]7、冷軋壓下率設定
[0030]無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板r值隨冷軋壓下率增加而單調增加，且隨著冷軋壓下率的提高，鋼板中存儲的形變能增多，增加再結晶驅動力，有利於退火過程的進行。因此，綜合考慮，本發明冷軋的壓下率為70%~90%，優選為80%~90%。
[0031]8、退火溫度和退火時間設定
[0032]冷軋後的軋硬鋼帶在退火過程中經歷的回覆、再結晶和晶粒長大三個過程都影響到成品的性能。退火溫度的設定一般是綜合考慮帶鋼的再結晶溫度、產品性能需求範圍兩個因素，針對高壓下率冷軋來料。因此，綜合考慮，本發明設定鋼帶在臥式連續退火爐的均熱段的退火溫度為810~850°C，帶鋼在均熱段的退火時間為35~59s。
[0033]採用上述方法生產的無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的顯微組織晶粒度級別為16.5~18.0級，屈服強度為165~200MPa，抗拉強度為270~330MPa，斷後伸長率A80mm為38%~44%，塑性應變比r值≥1.9。
[0034]本發明相比現有技術具有如下積極效果:
[0035]1.本發明通過C含量設計、熱軋終軋、卷取、高壓下率冷軋、臥式爐連退火生產工藝的優化組合，實現了採用臥式爐退火生產性能合格的無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，降低了無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板生產成本。
[0036]2.本發明採用退火溫度為810~850°C C，退火時間為35~59s的高溫退火工藝，使鋼帶獲得了充分再結晶組織，冷軋鋼板顯微組織晶粒度級別為16.5~18.0級，屈服強度為165~200MPa，抗拉強度為270~330MPa，斷後伸長率A8ttam為38%~44%，塑性應變比r值≥1.9。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]附圖1為本發明實施例2的無間隙原子熱軋鋼板的金相組織照片。
[0038]附圖2為本發明實施例2的無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的金相組織照片。
【具體實施方式】
[0039]下面結合實施例1-4對本發明作進一步說明，如表1~表4所示。
[0040]表1本發明(重量百分比％ )，餘量為Fe及不可避免雜質。
[0041]
【權利要求】
1.一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其化學成分質量百分比:0.0005%~0.0028%,Si..( 0.03%, Mn:0.08%~0.20%, Ti:0.02%~0.065%, N ≤ 0.0030%, P ( 0.015%,S ≤ 0.010%，餘量為Fe和不可避免的夾雜元素。
2.如權利要求1所述的一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其特徵是，鋼中碳元素質量百分比為0.0005 %~0.0020 %。
3.如權利要求1所述的一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其特徵是，鋼中錳元素質量百分比為0.08%~0.015%。
4.如權利要求1所述的一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其特徵是，所述冷軋鋼板顯微組織晶粒度級別為16.5~18.0級。
5.如權利要求1所述的一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其特徵是，所述冷軋鋼板的屈服強度為165~200MPa，抗拉強度為270~330MPa，斷後伸長率A8tlnm為38%~44%，塑性應變比r值≥1.9。
6.一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的生產方法，按下述成分質量百分比冶煉:C:0.0005 % ~0.0028 %, Si: ≤ 0.03 %, Mn:0.08-0.20 %, Ti:0.02 % ~0.065 %,N≤0.0030%, P ≤ 0.015%,S ≤ 0.010%，餘量為Fe和不可避免的夾雜元素；依次採用鐵水脫硫、轉爐頂底複合吹煉、RH爐精煉、澆鑄成連鑄板坯；板坯加熱爐加熱、粗軋、精軋、卷取獲得鋼板厚度為2.0~4.0mm熱軋鋼卷；然後將熱軋鋼卷重新開卷、經酸洗、冷軋、臥式爐連續退火、熱鍍鋅、卷取得到鋼板厚度為0.3~1.2mm的無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板成品，其特徵是，連鑄坯經加熱爐加熱至1080~1160°C，在熱連軋機架上進行軋制，粗軋軋制溫度為980~1120°C;精軋階段為7道次軋制，精軋開軋溫度為950~1050°C，精軋結束溫度為900~940°C ;精軋後卷取溫度為680~740°C ;在冷連軋機上進行軋制，冷軋壓下率為70%~90% ;冷軋後的軋硬狀態帶鋼經臥式連續退火爐退火，在臥式連續退火爐的均熱段的退火溫度為810~850°C，退火時間為35~59s。
7.如權利要求6所述的一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的生產方法，其特徵是，所述精軋結束溫度為910~920°C。
8.如權利要求6所述的一種無間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的生產方法，其特徵是，所述卷取溫度為700~740°C。
【文檔編號】C22C38/14GK103510002SQ201210220052
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月29日 優先權日:2012年6月29日
【發明者】丁志龍, 張偉超 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司