本發(fā)明屬于低合金鋼制造領域，具體涉及一種屈服強度300mpa級覆鋁板帶基板用鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、覆鋁板帶是在室溫條件下通過軋制變形將鋁層覆在帶鋼表面形成的一種復合帶材，在結(jié)構(gòu)上既有鋼-鋁結(jié)構(gòu)，也有鋼-鋁-鋼或鋁-鋼-鋁結(jié)構(gòu)。覆鋁板帶既有鋼的強度，同時具有鋁的散熱性好、耐蝕、質(zhì)輕及美觀等特性，相比純鋁材料大幅度降低了成本，所以在散熱器片、耐蝕管道、家電面板等領域獲得廣泛應用，并逐步拓展到汽車發(fā)動機防護罩、新能源汽車零部件、耐大氣腐蝕、炊具、建筑等領域。

2、覆鋁用基板不僅要求具有良好的鋼鋁結(jié)合性能，還要求有高表面、高強度。在廚具領域，采用鋼-鋁-鋼結(jié)構(gòu)的新型炒鍋既有鋼的強度，同時具有al散熱好的特點，從而避免了鐵質(zhì)炒鍋散熱不均、易于糊鍋的缺陷，并且更加輕便。為延長使用壽命，通常要對材料表面進行滲氮處理提高硬度，這要求基板能夠適應滲氮，在表面形成高硬度的滲氮層，同時經(jīng)高溫處理后基體仍保持高強度。

3、隨著覆鋁基板的開發(fā)及覆鋁板帶的應用，也形成了眾多的復合板帶材及其基板用鋼的專利。

4、中國專利cn102019727公開了“冷卻器用覆鋁鋼帶及其制備方法和其所用的鋼帶及鋁合金帶”，該專利中介紹了生產(chǎn)復合帶材的方法，雖然提及了所用的基板，但其主要用于生產(chǎn)1.5mm左右厚度的覆鋁板帶，其屈服強度較低，同時不滿足滲氮加工要求。

5、覆鋁帶鋼生產(chǎn)所用的基板在復合帶材生產(chǎn)過程中與覆合的鋁層一起變形，所以要求具有與鋁相當?shù)膹姸燃八苄?，特別是要求塑性優(yōu)良，并具有良好的鋼鋁結(jié)合性能，在成分上有特定要求。所以現(xiàn)有的常規(guī)低強度鋼難以用于覆鋁板帶的生產(chǎn)。

6、日本專利jp2005281806公開的“具有優(yōu)良韌性的低屈服點鋼及其生產(chǎn)方法”，所公開的鋼屬于屈服強度較低，延伸率較高的低合金結(jié)構(gòu)鋼，屈服強度一般在200mpa左右。所得產(chǎn)品一般為厚板產(chǎn)品，在成分設計上以較低的碳(c)-硅(si)-錳(mn)為基礎添加了鉻(cr)、鉬(mo)、鎳(ni)、銅(cu)、硼(b)等合金中的一種或多種成分，所得鋼的強度較低，也沒有提及覆鋁性能，主要用于抗震阻尼器的生產(chǎn)。

7、中國專利cn111349869a公開的“一種高強度覆鋁基板用鋼及其生產(chǎn)方法”，獲得的鋼屈服強度為210-290mpa，抗拉強度≥320mpa，延伸率≥40％，其強度低于本發(fā)明。通過添加較高含量的p元素，抑制al的擴散，從而改善鋼鋁結(jié)合性能，但是涉及的鋼種用于覆鋁材的生產(chǎn)，鋼鋁界面中仍然存在厚度不超過5μm的鐵鋁化合物層，且p含量過高易導致冷脆問題，對鋼板的成形、焊接性能不利。而且，該專利中并沒有提及滲氮處理，不具有滲氮處理后保持高強度的特性。

8、中國專利cn107881426a公開的“一種高強度覆鋁板帶及其制造方法”，通過n、o并控制si、al保證了鋼鋁結(jié)合性能，并具有280-400mpa的屈服強度，主要用于散熱器片、家電面板等生產(chǎn)，但該申請無滲氮特性，高溫滲氮后的性能不明。

9、中國專利cn114250411a公開的“一種廚具用覆鋁板帶基板用鋼及其生產(chǎn)方法”，所述鋼板雖然涉及到滲氮過程，但其屈服和抗拉強度分別不超過280mpa和380mpa；同時該專利要求控制碳含量控制在0.005％以下，并限定p、s含量分別不超過0.012％和0.006％，這增加了煉鋼難度和生產(chǎn)成本。該專利主要通過v和mo的析出強化改善滲氮時的強度，未提及基板的滲氮適應性；在功能上，該鋼僅限于炒鍋用覆鋁材的加工，不適用于其它有高強度要求的覆鋁材生產(chǎn)上。

10、從與現(xiàn)有專利的對比可發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的覆鋁板帶基板用鋼或是強度偏低，或是鋼鋁結(jié)合性能不佳，或者不滿足滲氮處理要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種屈服強度300mpa級覆鋁板帶基板用鋼及其生產(chǎn)方法，其屈服強度≥300mpa，抗拉強度≥380mpa，延伸率≥25％，具有優(yōu)良的塑性、覆鋁性能和高強度，用其生產(chǎn)的覆鋁板帶具有優(yōu)良的表面質(zhì)量和高強度，能夠滿足后續(xù)的高溫滲氮處理工藝要求，主要用于炒鍋或其它有高溫熱處理及更高強度要求的覆鋁板帶生產(chǎn)。

2、為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種屈服強度300mpa級覆鋁板帶基板用鋼，其化學成分重量百分比為：c：0.01～0.07％，0＜si≤0.005％，mn：0.4～1.2％，p：0.008～0.020％，s≤0.008％，0＜al≤0.005％，cr：0.03～0.60％，n：0.003～0.010％，o：0.011～0.05％，cu：0.01～0.15％，mo：0.01～0.10％，b：0.0005～0.002％，ca：0.001～0.004％，并選擇添加ti：0.01～0.06％，nb：0.01～0.03％，v：0.01～0.03％中的一種或多種，余量包含fe和其它不可避免雜質(zhì)；且同時滿足，

4、0.5c+6.86n+o+0.05cu+0.047cr-0.89al-1.15si≥0.085；

5、150(c-0.01)+60p+300n+5mn+3cr+15mo≥9.0。

6、進一步，余量為fe和其它不可避免雜質(zhì)。

7、本發(fā)明所述覆鋁板帶基板用鋼的顯微組織為均勻的鐵素體+少量貝氏體組織，其中，所述貝氏體含量≤20％。

8、本發(fā)明所述覆鋁板帶基板用鋼的屈服強度≥300mpa，抗拉強度≥380mpa，延伸率≥25％。

9、本發(fā)明屈服強度300mpa級覆鋁板帶基板用鋼要求屈服強度和抗拉強度分別在300mpa和380mpa以上，延伸率在25％以上，并具有良好的鋼鋁結(jié)合性能，用其制備的覆鋁材經(jīng)高溫滲氮熱處理后仍具有高強度的要求，為此必須盡量限定特定合金元素的含量。

10、在本發(fā)明覆鋁板帶基板用鋼的化學成分設計中：

11、c通過固溶強化和相變強化，提高屈服強度，同時抑制al在鋼中的擴散及鐵鋁化合物的形成。過高的c含量對材料后續(xù)的沖壓、拉深等加工性能不利；但是較高的c易在位錯等缺陷位置偏聚，對表面質(zhì)量不利。根據(jù)實際的煉鋼工藝，所以本發(fā)明控制c含量為0.01～0.07％。

12、si為脫氧元素，也是固溶強化元素，使屈服強度升高、延伸率降低，雖然適量的si有利于改善鋼鋁界面結(jié)合性能，但同時會削弱o(氧)對鋼鋁界面脆性化合物層形成的抑制作用，所以本發(fā)明控制0＜si≤0.005％。

13、mn也是鋼中常見的強化元素，通過固溶強化提高屈服強度，使延伸率降低；適量的mn能夠與鋼中的s結(jié)合生成mns，減低鋼的熱脆性，但過高的mn固溶阻礙組織的回復并抑制再結(jié)晶晶粒的長大，降低γ織構(gòu)(nd∥<111>)強度，對鋼板的沖壓成形十分不利，還會增加成本，所以本發(fā)明控制其含量在0.40～1.20％。

14、p在鋼中一般作為雜質(zhì)元素控制，僅在少數(shù)特殊用途鋼中允許p的添加。比如在含硫的易削鋼中加入不超過0.15％的p，使其固溶于鐵素體，引起強化和脆化，以提高其切削性能。另外，p是傳統(tǒng)耐大氣腐蝕鋼中主要的耐蝕元素，鋼中的p能加速鋼的均勻溶解和fe2+的氧化速率，有助于在鋼表面形成均勻的feooh銹層，促進生成非晶態(tài)羥基氧化鐵feox(oh)3-2x致密保護膜，有效提高鋼的耐大氣腐蝕性能。一般p含量在0.08％～0.15％時耐蝕性最佳，所以早期的部分耐大氣腐蝕鋼中以p作為耐蝕元素添加。但過多的p引起鋼的“冷脆”，使塑性和沖擊韌性降低，并使鋼的焊接性能與冷彎性能變差，所以對低溫沖擊韌性有要求或者成形性能要求較高的鋼種明確限定其加入量。近年來一些耐大氣腐蝕鋼也降低p含量而選擇其他替代耐蝕元素保證耐腐蝕性能，甚至將其作為雜質(zhì)元素控制，要求含量≤0.015％，但是將p的含量控制在這么低的水平將增加煉鋼難度，提高制造成本。本發(fā)明考慮p通過固溶強化、相變強化等方式提高覆鋁板帶用基板強度及滲氮后的強度，同時利用其改善鋼鋁結(jié)合性能。所以本發(fā)明中添加0.008～0.020％的p。

15、s對鋼的性能不利，易引發(fā)鋼的“熱脆性”，降低鋼的低溫韌性，同時惡化鋼鋁界面結(jié)合性能。mn的加入能夠與s形成mns，提高mn/s比能夠提高熱延展性，要求控制其含量在盡量低的水平上，考慮到過低的控制含量增加煉鋼難度及生產(chǎn)成本，要求本發(fā)明控制s含量在0.008％以下。

16、al是鋼中重要的脫氧元素，但較高的al易擴散到鋼鋁結(jié)合界面，惡化界面結(jié)合強度。所以必須控制其含量在一定范圍內(nèi)，所以本發(fā)明控制0＜al≤0.005％。

17、cr在鋼中與fe形成連續(xù)固溶體，具有固溶強化效果，并與c形成多種類型的碳化物如m3c、m7c3和m23c6等，產(chǎn)生二次強化效應。同時cr的加入有利于抑制al的擴散，有利于改善鋼鋁結(jié)合性能。此外cr還是有效的滲氮元素，能同時提高表面硬度和滲氮層深度。常規(guī)的滲氮鋼種通常加入高達3％的cr，更高的cr對韌性不利，焊接難度增加，且cr為貴重合金元素，所以本發(fā)明控制其含量為0.03～0.6％。

18、cu有固溶和沉淀強化作用，含量較高時在適當溫度下回火有二次硬化效應，從而提高強度，有利于高溫滲氮處理時的強度保持。同時cu的加入也有利于改善鋼鋁結(jié)合性能。過高的cu引起鋼坯在加熱和熱軋過程中產(chǎn)生裂紋，惡化表面性能，所以本發(fā)明控制其含量為0.01～0.15％。

19、mo可以以固溶形式存在鋼中，產(chǎn)生固溶強化作用。同時mo能夠提高nb、v和ti的溶解度，促進析出強化。在低合金高強鋼中，鋼的強度隨mo含量的增加而顯著提高。本發(fā)明中，通過mo的添加提高滲氮時的回火抗力，從而在滲氮熱處理后鋼仍保持較高的強度。但較高的mo對焊接性能不利，且成本較高。所以本發(fā)明控制其含量為0.01～0.10％。

20、b是鋼中極為活潑的元素，易與c、n形成化合物。同時b易于在奧氏體晶界及位錯處偏聚，從而能夠抑制其它間隙原子在此處的偏聚作用。而且b的偏聚不阻礙位錯運動，使得應變均勻，提高材料塑性，有利于提高覆鋁軋制性能；b顯著提高淬透性，微量的b即可有效提高鋼的強度。但過高的b易促進淬透性的提高，導致強度過高降低沖壓性能，所以本發(fā)明控制其含量為0.0005～0.002％。

21、n能夠與鋼中的al形成aln顆粒，從而起到束縛al的作用，限制al在鋼中的擴散；同時n與c類似，易于在位錯處偏聚形成柯氏氣團，導致應變集中，使得覆鋁材在加工過程中產(chǎn)生應變不均勻現(xiàn)象，影響表面質(zhì)量，而且過高的n也惡化沖擊韌性，所以本發(fā)明控制其含量為0.003～0.010％。

22、氧(o)元素能夠抑制鋼中al元素對覆鋁性能的不利作用，所以要求適當添加一定的o元素。但過高的氧會產(chǎn)生皮下氣泡，疏松等缺陷，并加劇硫的熱脆作用。在鋼的凝固過程中，氧將會以氧化物的形式大量析出，降低鋼的塑性、沖擊韌性等。所以本發(fā)明限制其含量為0.011～0.05％。

23、ca加入鋼中能夠改變硫化物形狀，抑制s的熱脆性，改善韌性。而且鋼中存在過量ti時可以與硫化物形成硫化鈦或碳硫化鈦。ca含量過低效果不明顯，含量超過0.005％形成的ca(o,s)尺寸過大，脆性也增加，可成為斷裂裂紋起始點，同時降低鋼質(zhì)純凈度，惡化焊接熱影響區(qū)韌性。所以本發(fā)明限制其含量為0.001～0.004％。

24、除了上述元素外，本發(fā)明還要求選擇添加ti：0.01～0.06％，nb：0.01～0.03％，v：0.01～0.03％中的一種或多種，從而進一步提高室溫強度和熱處理后的強度。其中：

25、nb是強的氮碳化物形成元素，在軋后冷卻過程中能夠與鋼中的碳、氮結(jié)合形成nbc、nb(cn)和nbn等中間相，所形成的微細碳化物顆粒能細化組織，產(chǎn)生細晶強化和析出強化作用，顯著提高鋼的強度。nb含量較高時在晶界處形成粗大的碳氮化物顆粒，惡化沖擊韌性，可以選擇添加，添加需控制其含量為0.01～0.03％。

26、v是強的碳氮化合物形成元素，可在相變過程中析出。v所形成的碳氮化物v4c3析出溫度低于ti的碳氮化物，具有阻礙位錯運動、抑制晶界移動及晶粒長大的作用。v與c、n以及鋼中的其它微合金元素共同作用，在中低溫熱處理時具有良好的析出強化效果。特別是v(c，n)析出溫度一般不超過700℃，且溫度越低析出越細，強化效果越好，滲氮處理溫度一般在550～580℃，這個溫度下v的碳氮化合物大量析出，從而保證了覆鋁板帶滲氮處理后仍具有很好的強度。n與鋼中的b、al優(yōu)先形成bn和aln，v的加入一方面是與鋼中剩余的n形成vn，同時利用v的c、n化物析出強化，從而保證滲氮處理時仍具有高強度。同時v的加入能顯著提高滲氮層硬度，加深滲層深度，并具有良好的強韌性配合，耐沖擊性能好。v含量較高時形成粗大的碳氮化物顆粒，顯著惡化焊接熱影響區(qū)的沖擊韌性。所以限定其成分0.01～0.03％。

27、ti化學活性高，易和c、n、o、s等形成化合物并在軋制和冷卻過程中析出提高強度；同時細小的析出物可以釘軋晶界，從而細化奧氏體晶粒，并阻止焊接熱影響區(qū)晶粒長大，提高鋼的焊接性能。ti與n的親和力強，可以增加表面硬度和滲層深度，提高滲氮溫度，對縮短滲氮時間有很大作用，是快速滲氮鋼重要的加入元素。ti含量過高時在高溫下氮化鈦顆粒容易長大并團聚，損害鋼的塑性及韌性。所以需將其控制在0.01～0.06％。

28、本發(fā)明所述覆鋁板帶基板用鋼要求高強度、適合滲氮及良好的鋼鋁結(jié)合性能，以滿足更多應用領域的使用需求，要求控制其屈服強度≥300mpa，抗拉強度≥380mpa。為滿足上述性能要求，本發(fā)明根據(jù)不同合金元素對上述性能的影響作用嚴格設計成分，通過多元素的綜合作用實現(xiàn)性能要求。其中c的加入具有固溶強化和相變強化作用，現(xiàn)有的覆鋁鋼專利(如中國專利cn114250411a)為保證塑性一般控制c≤0.005％，這極大增加了煉鋼難度。本發(fā)明為保證滲氮處理后的高強度，同時要求基板永剛的屈服強度在300mpa以上，所以采用0.01～0.07％的c。一方面起到固溶強化的作用，同時在帶鋼生產(chǎn)過程中通過控制軋制和控制軋后冷卻在基體中形成鐵素體+少量貝氏體的組織，起到相變強化作用，提高強度。

29、由于覆鋁板帶在生產(chǎn)過程中存在退火熱處理，還有后續(xù)的滲氮熱處理，常規(guī)的細晶強化手段在熱處理后效果不明顯，而固溶強化則不受熱處理的限制，所以基板用鋼強度越高，成品覆鋁材的強度也相應越高。為此本發(fā)明添加了0.4～1.2％的mn，通過mn的固溶強化保證基板用鋼強度，mo同樣以固溶形式在鋼中產(chǎn)生固溶強化作用，并促進nb、v和ti對基體的析出強化作用，并且這種強化效果即使經(jīng)歷熱處理仍存在。此外mo還可以提高熱處理后鋼的強度。

30、本發(fā)明中控制p含量0.008～0.020％，p在鋼中通常作為雜質(zhì)元素控制，所以希望其含量越低越好，一般要求控制在0.015％以下甚至更低，但p含量越低，煉鋼成本越高，難度越大。由于p是和n同族的元素，所以適當?shù)膒對鋼鋁結(jié)合性能有利，但本發(fā)明的研究發(fā)現(xiàn)其對鋼鋁結(jié)合性能的改善作用并不是線性的，p含量超過0.020％時即開始惡化鋼鋁結(jié)合性能。所以綜合考慮煉鋼難度、成本和性能要求，將p的控制上限放寬到0.020％，這一方面保證了鋼鋁結(jié)合性能，同時提高了強度并降低了煉鋼成本。

31、本發(fā)明鋼中要求具有滲氮特性，希望所述鋼種在滲氮過程中易于形成滲氮層。cr在鋼中除了固溶強化外，還具有二次強化效果。但本發(fā)明中加入0.03～0.6％的cr除了提高強度外，還可以提高鋼的滲氮性能。當前的滲氮鋼如35mocral、42crmo一般cr含量在3％以上，cr為貴重合金元素，如此高的含量顯然提高了成本。本發(fā)明的研究表明，cr可以促進n在基體中的擴散，快速形成滲氮層，從而使得鋼具有良好的滲氮特性。本發(fā)明所述鋼中同時添加了適量的n以提高鋼鋁結(jié)合性能，鋼中的n與cr配合，進一步促進滲氮層的形成并強化基體用鋼，提高鋼強度。由于覆鋁基板用鋼僅要求滲氮層硬度約500hv即可，滲氮層厚度也不超過100μm，所以在覆鋁基板用鋼中加入0.03～0.6％的cr即可獲得所需的滲氮層厚度及硬度要求，更高的cr作用富余且增加了成本。

32、cu雖然在同樣在鋼中有固溶強化效果，并能夠在熱處理時析出強化提高強度。但本發(fā)明主要利用cu的添加進一步提高鋼鋁結(jié)合性能。因為本發(fā)明所述鋼種在生產(chǎn)及使用過程中經(jīng)歷退火熱處理和滲氮處理，熱處理過程中的高溫易促進脆性的鐵鋁化合物形成，惡化鋼鋁結(jié)合性能。所以本發(fā)明所述鋼種對鋼鋁結(jié)合性能的要求比現(xiàn)有的覆鋁基板用鋼更高，加入適量的cu有利于提高鋼鋁結(jié)合性能并提高滲氮處理后的強度。

33、根據(jù)上述元素對鋼的強化作用，要求控制鋼中c、p、n和mn、cr、mo含量滿足關(guān)系式1：150(c-0.01)+60p+300n+5mn+3cr+15mo≥9.0，若所述關(guān)系式的值低于9.0，則容易出現(xiàn)強度偏低的問題。

34、鐵鋁化合物的形成對溫度非常敏感，滲氮處理時的高溫為鐵鋁化合物的形成提供了動力，更易誘發(fā)鐵鋁化合物的形成，導致鐵鋁分層。所以本發(fā)明鋼對鋼鋁結(jié)合性能的要求比現(xiàn)有的覆鋁基板用鋼更高，鋼鋁結(jié)合性能的關(guān)鍵在于控制覆鋁材中鋼鋁界面脆性鐵鋁化合物的形成。本發(fā)明的研究表明鐵鋁化合物的形成與al在鋼中的擴散密切相關(guān)，控制al的擴散即可在一定溫度范圍內(nèi)抑制鐵鋁化合物的形成。所以c、cr和cu的加入對鋼鋁結(jié)合性能有一定的改善作用，而o(氧)、n能夠抑制al的擴散，減少脆性鐵鋁化合物的形成，從而提高鋼鋁結(jié)合性能。而si和al作為脫氧元素，阻礙了o對鋼鋁結(jié)合性能的改善作用，所以應限制其含量。

35、因此，本發(fā)明通過c、cr、cu以及o、n等多種元素的協(xié)同作用，獲得良好的鋼鋁結(jié)合性能。根據(jù)c、n、o、cu、cr和al、si對鋼鋁結(jié)合性能作用的強弱，要求其含量滿足關(guān)系式2：0.5c+3.83n+o+0.05cu+0.047cr-0.89al-1.15si≥0.085，從而保證鋼具有優(yōu)異的鋼鋁結(jié)合性能，若所述關(guān)系式值低于0.085，由該鋼制備得到的覆鋁板帶在后續(xù)滲氮處理時容易出現(xiàn)鋼鋁分層。

36、總體上，本發(fā)明采用上述設計的成分體系，綜合考慮了鋼鋁結(jié)合性能、強度和滲氮特性，通過各元素的共同作用，能夠獲得滿足性能要求的發(fā)明鋼種。

37、本發(fā)明所述的屈服強度300mpa級覆鋁板帶基板用鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

38、1)冶煉

39、按上述成分經(jīng)鐵水預處理、轉(zhuǎn)爐吹煉、爐外精煉、鑄造成板坯；

40、2)再加熱、控制軋制

41、軋后鋼帶厚度＞2.5mm，加熱溫度≥1230℃，粗軋結(jié)束溫度1050℃以上；精軋開始溫度在980℃以上，精軋結(jié)束溫度870～910℃；

42、軋后鋼帶厚度≤2.5mm，加熱溫度≥1100℃，粗軋結(jié)束溫度900℃以上，粗軋階段的累計變形量≥80％；精軋開始溫度800～860℃，精軋結(jié)束溫度710～770℃；

43、3)控制冷卻，冷卻速度20℃/s以上；

44、4)卷取，卷取溫度530～590℃。

45、優(yōu)選的，步驟1)中對獲得的板坯進行機清。

46、優(yōu)選的，步驟2)控制軋制中，粗軋階段的側(cè)壓量控制在50mm以內(nèi)。

47、在本發(fā)明所述的生產(chǎn)方法中：

48、鐵水預處理，脫p、s，保證鋼中低的p、s含量；轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖秃洗禑?，控制c含量。

49、連鑄后的機清作用在于消除鑄坯表面缺陷，減少帶鋼表面夾渣、翹皮、凹坑、疤痕等缺陷，提高帶鋼表面質(zhì)量，減少成品覆鋁材的表面缺陷。

50、本發(fā)明根據(jù)鋼種的相變溫度曲線并結(jié)合目標性能制定軋制工藝，確定軋鋼過程的溫度控制參數(shù)。本發(fā)明涉及鋼種中合金含量較低，其連續(xù)冷卻曲線如圖1所示。從圖中可以看出，鋼種的鐵素體相變開始溫度為864℃，溫度降低到709℃后開始有珠光體形成，貝氏體相變開始溫度為656℃，而當冷速在2℃/s以上時，則只有鐵素體和貝氏體形成。

51、針對不同的厚度規(guī)格，本發(fā)明為所述鋼種設計了兩種軋制工藝。對于鋼帶厚度大于2.5mm，采用常規(guī)的奧氏體軋制工藝；而對于厚度在2.5mm以下的鋼帶，則選擇鐵素體軋制工藝，以獲得良好的板形及更高的強度。

52、根據(jù)本發(fā)明鋼種的成分計算，鋼種的ar3溫度為872℃，鐵素體相變開始溫度為864℃，所以奧氏體軋制工藝時，要求控制精軋結(jié)束溫度在870℃以上，精軋結(jié)束溫度過高則要求更高的加熱溫度，增加能耗及鋼帶的氧化，所以設定精軋結(jié)束溫度上限不超過910℃。相應要求精軋入口溫度在980℃，粗軋結(jié)束溫度在1050℃以上。為保證粗軋結(jié)束溫度，并考慮微合金元素碳氮化物在奧氏體中的溶解行為及加熱過程中奧氏體晶粒長大行為，要求控制加熱溫度在1230℃以上。

53、當鋼帶厚度在2.5mm以下時，在870～910℃高溫奧氏體區(qū)帶鋼變形抗力較低，在精軋機出口容易發(fā)生斷帶、局部拉伸及旁彎問題。為此本發(fā)明采用鐵素體軋制工藝進行生產(chǎn)，一方面較低溫度下帶鋼強度更高，同樣的卷取張力下帶鋼不易發(fā)生形變，從而減少了拉窄、軋制斷帶的發(fā)生，同時較高強度也允許更高的卷取張力，從而改善板形，減少了旁彎的發(fā)生。鐵素體軋制要求整個精軋變形在鐵素體區(qū)進行，所以控制精軋開始溫度不得高于860℃，結(jié)束溫度不得低于710℃。精軋開始溫度過低則熱變形抗力高，增加末機架軋制載荷，導致能耗增加；過高則容易進入奧氏體、鐵素體兩相區(qū)，基體中易形成混晶，引起軋制力波動，對鋼帶的厚度控制及板形不利。所以鐵素體軋制工藝時設定精軋開始溫度為800～860℃、精軋結(jié)束溫度為710～770℃。根據(jù)精軋開始溫度，考慮到輥道上中間坯的溫降，要求粗軋結(jié)束溫度在900℃以上，相應鑄坯加熱溫度控制在1100℃以上。另外為保證再結(jié)晶細化晶粒效果，要求粗軋階段的累計變形量≥80％。

54、銅在鋼中的固溶度有限，并隨著溫度的降低而迅速降低，高溫下固溶在奧氏體中的cu以細小的ε-cu形式析出并彌散分布在基體中，其孿晶結(jié)構(gòu)和對位錯的釘扎作用提高鋼的強度。研究顯示，650℃時即有cu的析出物形成，溫度越低析出物的尺寸越細??；500℃時具有最佳的析出強化效果，所以卷取溫度下限不能低于500℃。從圖2的ttt曲線看，567℃是貝氏體轉(zhuǎn)變最快的溫度。本發(fā)明鋼種基體為等軸狀鐵素體為主，為獲得更高的強度，希望基體中有一定量的貝氏體組織，所以控制卷取溫度在560℃左右。選擇添加的nb、v和ti的碳氮化物在這個溫度附近也具有很好的析出強化效果，所以綜合考慮析出強化和相變強化效果，設定卷取溫度530～590℃，并控制軋后冷卻速度≥5℃/s。

55、為獲得目標要求的性能，控制鋼的基體組織為均勻的等軸狀鐵素體組織，并允許少量貝氏體組織形成。從圖1看，冷卻速度在2℃/s以上時可以獲得的鐵素體+少量貝氏體組織；考慮到快速冷卻可以細化組織并提高相變速度，因此本發(fā)明涉及鋼種的軋后冷速控制在20℃/s以上。

56、為獲得良好的帶鋼表面質(zhì)量，粗軋階段的側(cè)壓量控制在50mm以內(nèi)。同時要求鑄坯邊角位置不得有氣孔、疤痕等缺陷，或進行表面清理。

57、為抑制終軋后帶鋼中鐵素體晶粒的異常長大，保證帶鋼組織為均勻的等軸狀鐵素體+貝氏體組織，要求軋后冷卻采用前冷方式。即帶鋼出熱連軋機組后立即密集冷卻。采用本發(fā)明的工藝可以獲得均勻的鐵素體+少量貝氏體組織，具體要求貝氏體含量≤20％，過高的貝氏體含量將導致塑性不足，增加覆鋁軋制難度。

58、本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

59、1.本發(fā)明根據(jù)固溶強化和相變強化效果不受鋼板后續(xù)退火及滲氮熱處理影響的特性，在成分設計方面采用簡單的c-mn設計，并控制c、p、n和mn、cr、mo含量滿足關(guān)系式：150(c-0.01)+60p+300n+5mn+3cr+15mo≥9.0，獲得更高的強度。鋼板屈服強度≥300mpa、抗拉強度≥380mpa。同時結(jié)合mo、cu及nb、v和ti的選擇添加保證了滲氮熱處理后的高強度，以滿足如炒鍋或其它具有高強度要求產(chǎn)品的使用需求。

60、2.本發(fā)明所述鋼要滿足后續(xù)滲氮處理，因此對鋼的鋼鋁結(jié)合性能要求更高，的在成分設計中根據(jù)c、n、o、cu、cr和al、si對鋼鋁結(jié)合性能的作用，要求其含量滿足關(guān)系式：0.5c+6.86n+o+0.05cu+0.047cr-0.89al-1.15si≥0.085，抑制鋼鋁界面脆性鐵鋁化合物的形成，從而保證鋼板獲得良好的鋼鋁結(jié)合性能。成品覆鋁材在后續(xù)高溫滲氮處理及加工使用過程中界面潔凈，無鐵鋁化合物形成。

61、3.本發(fā)明中根據(jù)cr對滲氮的影響并結(jié)合基板用鋼的滲氮層要求，添加少量的cr：0.03～0.6％，促進n在基體中的擴散，快速形成滲氮層，從而使得基板用鋼具有良好的滲氮特性，同時提高鋼板強度，鋼板性能滿足后續(xù)加工使用要求，相對已有滲氮鋼節(jié)省了貴重合金元素的使用，降低了成本，并獲得良好的滲氮特性。

62、4.本發(fā)明通過控制p含量0.008～0.020％，利用p的固溶強化效果及對鋼鋁結(jié)合性能的影響作用，進一步提高鋼的鋼鋁結(jié)合性能，同時降低了煉鋼難度和煉鋼成本，生產(chǎn)效率更高。

63、5.本發(fā)明在工藝控制上，針對軋制后獲得的不同鑄坯厚度，分別采用奧氏體軋制和鐵素體軋制工藝，從而使鋼板在獲得高強度的同時，顯著改善了薄規(guī)格鋼帶的板形，減少了軋制過程中帶鋼拉窄、斷帶及旁彎等問題的發(fā)生。生產(chǎn)工藝簡單，成本較低，適用于企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)。

64、6.本發(fā)明工藝采用不同控制軋制工藝，結(jié)合卷取溫度530～590℃和軋后冷卻速度≥20℃/s，使獲得的鋼板組織為均勻的鐵素體+少量貝氏體組織，其中，所述貝氏體含量≤20％，獲得的鋼板具有良好的變形能力，能夠滿足覆鋁軋制80％以上變形要求，以及后續(xù)加工過程中的沖壓拉深加工變形，中間無需退火，減少了生產(chǎn)工序，提高生產(chǎn)效率。