一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼及生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼，其組分及wt%為：C：0.0015～0.0025％，Mn：0.05～0.20%，Als：0.02～0.06％，Nb：0.006～0.012％，限制：Si：≤0.03％，S：≤0.015%，P：≤0.015％，N:≤0.004％；生產(chǎn)步驟：進(jìn)行熱軋；卷取；冷軋；連續(xù)退火；快速冷卻；過時效處理；平整。本發(fā)明具有深沖IF鋼的性能，滿足高強(qiáng)度烘烤硬化鋼無法沖壓復(fù)雜變形的汽車外部覆蓋件的需要，同時該鋼的合金含量極低，有利于降低生產(chǎn)成本；產(chǎn)品：屈服強(qiáng)度Rp0.2＝140MPa～180MPa，抗拉強(qiáng)度Rm＝270MPa～310MPa、伸長率A80mm≥38％，塑性應(yīng)變比r90≥1.8，加工硬化指數(shù)n90≥0.20，同時具有30MPa以上BH值，至少3個月不發(fā)生自然時效。
【專利說明】一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼及生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷軋深沖鋼及其生產(chǎn)方法，具體地屬于一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼及生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]烘烤硬化鋼板在交貨狀態(tài)屈服強(qiáng)度較低，易于成形，產(chǎn)品經(jīng)過沖壓成形、涂漆烘烤處理后鋼板的屈服強(qiáng)度提高，具有優(yōu)良的沖壓成型性、抗凹陷性和焊接性，由于烘烤硬化鋼在產(chǎn)品特性與汽車用鋼板高強(qiáng)化的趨勢一致，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外部覆蓋件；另一方面，由于部分車型零件復(fù)雜，通常的屈服強(qiáng)度180級、220MPa級的烘烤硬化鋼不能滿足零件沖壓成形要求，需要一種深沖性能優(yōu)良的，同時又具有烘烤硬化特性的鋼板滿足復(fù)雜成形的汽車覆蓋件的使用。
[0003]目前，用戶通常采用屈服強(qiáng)度ISOMPa級別或220MPa級別的烘烤硬化鋼產(chǎn)品用于制造汽車門、翼子板等覆蓋件，但由于很多車型設(shè)計(jì)的部件深沖性能要求較高，需要使用IF鋼產(chǎn)品，高強(qiáng)度的烘烤硬化鋼無法滿足沖壓要求。
[0004]經(jīng)檢索，目前關(guān)于冷軋烘烤硬化鋼的專利和文獻(xiàn)報道集中于屈服強(qiáng)度180MPa、220MPa級、抗拉強(qiáng)度3 40MPa級或更高強(qiáng)度的產(chǎn)品，而對于本項(xiàng)目建立的屈服強(qiáng)度140~ISOMPa具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼，未見研究內(nèi)容完全相同的文獻(xiàn)報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種深沖性能達(dá)到深沖級IF鋼技術(shù)指標(biāo)，同時具備烘烤硬化性能，屈服強(qiáng)度Rpa2:140MPa~180MPa，抗拉強(qiáng)度Rm:270MPa~310MPa、伸長率A80mm ^ 38%,塑性應(yīng)變比r90 ^ 1.8，加工硬化指數(shù)n90 ^0.20,同時具有30 MPa以上BH值，至少3個月不發(fā)生自然時效，能替代深沖級IF鋼產(chǎn)品應(yīng)用于汽車外板的具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼及生產(chǎn)方法。
[0006]實(shí)現(xiàn)上述目的的措施:
一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼，其組分及重量百分比含量為:c:0.0015~0.0025 %, Mn:0.05 ~0.20%, Als:0.02 ~0.06 %, Nb:0.006 ~0.012 %,限制:Si:^ 0.03%, S 0.015%，P 0.015%, N: ^ 0.004%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)；力學(xué)性能:屈服強(qiáng)度Rpa2:140MPa~180MPa，抗拉強(qiáng)度Rm:270MPa~310MPa、伸長率A80nm ^38%,塑性應(yīng)變比r90 ^ 1.8，加工硬化指數(shù)n90 ^0.20,同時具有30 MPa以上BH值，3個月不發(fā)生自然時效。
[0007]生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼的方法，其步驟:
1)對鑄坯進(jìn)行熱軋，控制其終軋溫度在900~950°C；
2)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在700~750°C；
3)進(jìn)行冷軋，控制冷軋總壓下率在70~83%;
4)進(jìn)行連續(xù)退火，控制退火溫度在820~840°C；5)進(jìn)行快速冷卻，冷卻速率不低于30°C/s ；
6)進(jìn)行過時效處理，控制過時效溫度在420~360°C；
7)進(jìn)行平整，平整延伸率1.r1.8%。
[0008]本發(fā)明中各元素及主要工序的作用
C:C含量降低，降低鋼的強(qiáng)度、提高塑性；另一方面，鋼種保證C在0.0015~0.0025%的范圍內(nèi)，通過穩(wěn)定性元素Nb含量控制，鋼中固溶適量的C，使鋼板具有烘烤硬化特性。
[0009]Mn:可以提高屈服強(qiáng)度，另一方面，一定量的Mn含量有利于消除鋼中硫的不利影響，但Mn含量過高會惡化深沖性能。本項(xiàng)目中添加少量的Mn,起到消除鋼中硫的不利影響和調(diào)整強(qiáng)度的作用。
[0010]Als:A1在深沖鋼中是作為脫氧劑加入的，目的主要是去除冶煉時溶在鋼液中的氧，另外鋁作為定氮劑，可抑制氮在鐵素體中的固溶，消除應(yīng)變時效，提高低溫韌性。
[0011]Nb:穩(wěn)定性元素，控制鋼種中的固溶C含量，使鋼板具有穩(wěn)定的烘烤硬化特性。
[0012]Si =Si在鋼中有置換固溶強(qiáng)化的作用，隨著鋼中Si含量的增加，抗拉強(qiáng)度近似呈線性升高，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的Si元素不超過0.03%，控制鋼的強(qiáng)度。
[0013]S:S在深沖鋼中是有害元素 ，在鋼中形成MnS、TiS等硫化物，應(yīng)避免S含量過高。
[0014]P:磷作為殘余元素存在于鋼中，避免P元素的固溶強(qiáng)化作用，鋼中的P含量應(yīng)越低越好。
[0015]N:氮的負(fù)面影響是造成鋼板屈服效應(yīng)和應(yīng)變時效，本項(xiàng)目需要控制產(chǎn)品的時效特性，N含量要求穩(wěn)定。通過控制鋼中Nb與C結(jié)合使鋼中固溶的C含量穩(wěn)定，從而達(dá)到穩(wěn)定鋼的烘烤硬化特性的目的。
[0016]主要工序的作用
O熱軋工序采用高溫終軋、高溫卷取，獲得粗大的鐵素體組織，以保證產(chǎn)品的強(qiáng)度降低。
[0017]2)冷軋采用大的壓下率和高溫退火溫度，有利于獲得^-纖維織構(gòu)(〈111>//冊)，使再結(jié)晶退火后得到良好的成形性能。
[0018]3)高溫退火后采用30°C /s冷卻速率，有利于保證鋼中固溶C含量的穩(wěn)定，經(jīng)過420~360°C過時效溫度處理，起到均衡鋼中固溶C含量的作用，有利于獲得穩(wěn)定的烘烤硬化性能。
[0019]4)實(shí)施1.r1.8%的平整延伸率，一方面用≥1.4%的平整延伸率消除鋼板拉伸屈服平臺，保證產(chǎn)品時效性能穩(wěn)定；另一方面用≤1.8%的平整延伸率，減小平整加工硬化作用對鋼板強(qiáng)度增加的影響。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有深沖IF鋼的性能，有具有烘烤硬化特性，滿足高強(qiáng)度烘烤硬化鋼無法沖壓復(fù)雜變形的汽車外部覆蓋件的需要，同時該鋼的合金含量極低，有利于降低生產(chǎn)成本；產(chǎn)品:屈服強(qiáng)度Rpa2 = 140MPa~180MPa，抗拉強(qiáng)度Rm = 270MPa~310MPa、伸長率A8tlmm≥38%，塑性應(yīng)變比r90≥1.8，加工硬化指數(shù)n9(l≥0.20，同時具有30MPa以上BH值，良好的抗室溫時效性(至少3個月不發(fā)生自然時效)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面對本發(fā)明予以詳細(xì)描述:實(shí)施例1
一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼，其組分及重量百分比含量為:c:0.0015%, Mn:0.082%，Als:0.036%，Nb:0.009%，限制:S1: 0.008%, S: 0.010%, P: 0.0146%, N:0.0032%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
生產(chǎn)步驟:
1)對鑄坯進(jìn)行熱軋，其終軋溫度在900~905°C；
2)進(jìn)行卷取，卷取溫度在720~725°C；
3)進(jìn)行冷軋，冷軋總壓下率在73%；
4)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度在820~825°C；
5)進(jìn)行快速冷卻，冷卻速率為32°C/s ；
6)進(jìn)行過時效處理，過時效溫度在410~400°C。
[0022]7)進(jìn)行平整，平整延伸率1.65%。
[0023]經(jīng)檢測，屈服強(qiáng)度Rpa2為172MPa，抗拉強(qiáng)度Rm為298MPa、伸長率A8tlmm為43.6%，塑性應(yīng)變比r9Q為2.37，加工硬化指數(shù)n9Q為0.225，BH值為33 MPa,良好的抗室溫時效性，6個月未發(fā)生自然時 效問題。
[0024]實(shí)施例2
一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼，其組分及重量百分比含量為:c:0.0023%, Mn:0.051%，Als:0.045%，Nb:0.0079%，限制:S1: 0.012%, S: 0.007%, P: 0.0141%, N:0.0025%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
生產(chǎn)步驟:
1)對鑄坯進(jìn)行熱軋，其終軋溫度在935~940°C；
2)進(jìn)行卷取，卷取溫度在700~705°C；
3)進(jìn)行冷軋，冷軋總壓下率在78%；
4)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度在835~840°C；
5)進(jìn)行快速冷卻，冷卻速率為35°C/s ；
6)進(jìn)行過時效處理，過時效溫度在395~390°C。
[0025]7)進(jìn)行平整，平整延伸率1.55%。
[0026]經(jīng)檢測，屈服強(qiáng)度Rpa2為169MPa，抗拉強(qiáng)度Rm為292MPa、伸長率A8tlmm為41.2%,塑性應(yīng)變比r9Q為2.25，加工硬化指數(shù)n9Q為0.21，BH值為45 MPa,良好的抗室溫時效性，6個月未發(fā)生自然時效問題。
[0027]實(shí)施例3
一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼，其組分及重量百分比含量為:c:0.0025%, Mn:0.10%, Als:0.023 %，Nb:0.0061 %，限制:S1: 0.021 %, S: 0.009%, P: 0.009 %, N:0.0031%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
生產(chǎn)步驟:
1)對鑄坯進(jìn)行熱軋，其終軋溫度在945~950°C；
2)進(jìn)行卷取，卷取溫度在730~735°C；
3)進(jìn)行冷軋，冷軋總壓下率在83%；
4)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度在828~833°C；5)進(jìn)行快速冷卻，冷卻速率為38°C/s ；
6)進(jìn)行過時效處理，過時效溫度在385~380°C。
[0028]7)進(jìn)行平整，平整延伸率1.40%。
[0029]經(jīng)檢測，屈服強(qiáng)度Rpa2為172MPa，抗拉強(qiáng)度Rm為302MPa、伸長率A8tlmm為40.4%，塑性應(yīng)變比r90為2.1，加工硬化指數(shù)n90為0.22，BH值為55 MPa,良好的抗室溫時效性，3個月未發(fā)生自然時效問題。
[0030]實(shí)施例4
一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼，其組分及重量百分比含量為:c:0.0019%, Mn:0.12%，Als:0.058 %，Nb:0.011 %，限制:S1: 0.018 %, S: 0.0096%, P: 0.008 %，N:0.001%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
生產(chǎn)步驟:
1)對鑄坯進(jìn)行熱軋，其終軋溫度在928~933°C；
2)進(jìn)行卷取，卷取溫度在745~750°C；
3)進(jìn)行冷軋，冷軋總壓下率在81%；
4)進(jìn)行連續(xù)退火，退火 溫度在832~837°C；
5)進(jìn)行快速冷卻，冷卻速率為36°C/s ；
6)進(jìn)行過時效處理，過時效溫度在365~360°C。
[0031]7)進(jìn)行平整，平整延伸率1.45%。
[0032]經(jīng)檢測，屈服強(qiáng)度Rpa2為158MPa，抗拉強(qiáng)度Rm為29IMPa、伸長率A8tlmm為42.5%,塑性應(yīng)變比r9Q為2.38，加工硬化指數(shù)n9Q為0.21，BH值為40 MPa,良好的抗室溫時效性，5個月未發(fā)生自然時效問題。
[0033]實(shí)施例5
一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼，其組分及重量百分比含量為:c:0.002%, Mn:
0.2%, Als:0.02 %, Nb:0.0084 %，限制:S1: 0.0152 %, S:0.0078%, P: 0.0086 %, N:
0.0016%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
生產(chǎn)步驟:
1)對鑄坯進(jìn)行熱軋，其終軋溫度在915~920°C;
2)進(jìn)行卷取，卷取溫度在723~728V；
3)進(jìn)行冷軋，冷軋總壓下率在72%；
4)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度在826~831°C;
5)進(jìn)行快速冷卻，冷卻速率為35°C/s ；
6)進(jìn)行過時效處理，過時效溫度在400~395°C。
[0034]7)平整延伸率1.75%。
[0035]經(jīng)檢測，屈服強(qiáng)度Rpa2為171MPa，抗拉強(qiáng)度Rm為30IMPa、伸長率A8tlmm為43.2%,塑性應(yīng)變比r90為2.23，加工硬化指數(shù)n90為0.21，BH值為36 MPa,良好的抗室溫時效性，即6個月未發(fā)生自然時效問題。
[0036]上述實(shí)施例僅為最佳例舉，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼，其組分及重量百分比含量為:c:0.0015~0.0025 %, Mn:0.05 ~0.20%, Als:0.02 ~0.06 %, Nb:0.006 ~0.012 %,限制:Si:^ 0.03%, S 0.015%，P 0.015%, N: ^ 0.004%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)；力學(xué)性能:屈服強(qiáng)度Rpa2:140MPa~180MPa，抗拉強(qiáng)度Rm:270MPa~310MPa、伸長率A80nm ^38%,塑性應(yīng)變比r90 ^ 1.8，加工硬化指數(shù)n90 ^0.20,同時具有30 MPa以上BH值，3個月不發(fā)生自然時效。
2.生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的一種具有烘烤硬化特性的冷軋深沖鋼的方法，其步驟: 1)對鑄坯進(jìn)行熱軋，控制其終軋溫度在900~950°C； 2)進(jìn)行卷取，控制卷取溫度在700~750°C； 3)進(jìn)行冷軋，控制冷軋總壓下率在70~83%; 4)進(jìn)行連續(xù)退火，控制退火溫度在820~840°C； 5)進(jìn)行快速冷卻，冷卻速率不低于30°C/s ； 6)進(jìn)行過時效處理，控制過時效溫度在420~360°C； 7)進(jìn)行平整，平整延伸率1.r1.8`%。
【文檔編號】C21D6/00GK103757535SQ201310695533
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】孫方義, 葉仲超, 王立新, 方芳, 黃雙, 張道良 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司