一种高强度超细晶冷轧IF钢及其生产方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102409225 A (43)申请公布日 2012.04.11 C N 1 0 2 4 0 9 2 2 5 A *CN102409225A* (21)申请号 201010291524.2 (22)申请日 2010.09.21 C22C 38/12(2006.01) C21D 8/02(2006.01) (71)申请人鞍钢股份有限公司 地址 114021 辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区 内 (72)发明人王旭 刘仁东 郭金宇 王科强 徐鑫 林利 徐荣杰 孟贝 (54) 发明名称 一种高强度超细晶冷轧IF钢及其生产方法 (57) 摘要 本发明公开了一种抗拉强度390MPa的。

2、高 强度超细晶冷轧IF钢及其生产方法，该产品具有 良好的表面质量、可成形性和抗二次加工脆性， 可作为镀锌板基材使用。钢的化学成分(按重 量)为C：0.0060.01、Si：0.0040.009、 Mn：1.11.6、P：0.060.1、S：0.01、Als： 0.050.06、N：0.003、Nb：0.10.15、B： 0.00050.0015，余量为Fe及不可避免的杂质。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 CN 102409229 A 1/1页 2 1.一种高强度超细晶冷轧IF钢，其特征在于：。

3、钢的化学成分(按重量)为C： 0.0060.01、Si：0.0040.009、Mn：1.11.6、P：0.060.1、S：0.01、Als：0.05 0.06、N：0.003、Nb：0.10.15、B：0.00050.0015，余量为Fe及不可避免的杂质。 2.一种根据权利要求1所述高强度超细晶冷轧IF钢的生产方法，冶炼，连铸成板坯后 热轧，其特征在于： a热轧：板坯加热温度为11501250；热轧开轧温度为1100，终轧温度为870 910；卷曲温度为620660； b酸洗和冷轧：冷轧压下率控制在7585之间； c连续退火：加热速率为10/s，加热温度为800840，保温时间为120160s。

4、，缓 冷速率为15/s，缓冷出口温度为660700，快冷速率为35/s，时效温度为350， 时效时间为500600s； 3.根据权利要求2所述高强度超细晶冷轧IF钢的生产方法，其特征在于：连续退火后 平整，平整压下率为0.41.0。 权 利 要 求 书CN 102409225 A CN 102409229 A 1/5页 3 一种高强度超细晶冷轧 IF 钢及其生产方法 技术领域 0001 本发明属于汽车、家电用钢制造领域，涉及一种抗拉强度大于390MPa的超细晶冷 轧IF钢板及其生产方法。 背景技术 0002 IF(无间隙原子)钢板作为第三代冲压用钢已被广泛应用于汽车工业。传统的高 强度IF钢属。

5、于固溶强化钢，主要通过在IF钢中添加Mn、P、Si等固溶强化元素来提高强度， 同时由于C、N原子被完全固定，没有间隙原子存在，有利于织构在退火过程中优先发展，因 此其又具有良好的深冲性能。高强度IF钢兼具高强度和深冲性能，可以加工成复杂形状的 零件并提高汽车的抗凹陷性、减轻汽车重量，符合汽车安全、减重、节能、环保的要求。 0003 然而，高强度钢板的强化机制有很多，主要包括：固溶强化；析出强化；组织强化 (相变强化)；细晶强化；形变强化。采用不同的冶金工艺和强化机制可以得到具有不同抗 拉强度和伸长率的产品。并且，当高强IF钢只采用固溶强化时，由于缺乏晶界强化而易产 生二次加工脆性；同时，固溶强。

6、化元素中的Si严重损害深冲性能和涂层的表面质量，使其 不适用于复杂成形的外板零件。 0004 综合上述考虑，本发明涉及的高强度超细晶冷轧IF钢产品的设计思路是利用晶 粒细化、析出强化结合原有的固溶强化形成钢的强化机制。在这种新型的高强IF钢中，碳 含量将比传统高强IF钢高很多，减少影响表面质量的Si和高成本的Mo等固溶强化元素的 添加量，而且添加一定量的Nb，形成更多细小的铌的碳氮化合物Nb(C，N)并弥散分布，这些 细小的沉淀物将有助于获得细小的铁素体晶粒，通过细化晶粒强化和Nb(C，N)的弥散析出 来获得高强度。 0005 另外，冷加工脆性是IF钢的主要缺陷之一，也是高强度IF钢所必须解决。

7、的问题。 原因在于高强冷轧IF钢多用P元素来进行固溶强化，当IF钢中的C、N被Ti、Nb等元素固 定后，晶界清洁，P有发生晶界偏析的倾向，含量可比基体中的P含量高出10倍。有研究表 明，B元素可在晶界处快速析出从而强化晶界，同时B还可以抑制P在晶界处的偏聚，因此， 加入少量B能够显著降低IF钢的冷脆转变温度。 0006 一般地，晶粒细化和弥散析出强化的钢板，屈服强度也会上升。但由于组织中包含 独特的无析出物区域(PFZ)，使得新型高强度超细晶IF钢的屈服强度不仅不增加，反而会 有所下降。新产品在热轧条件下获得细小的铁素体晶粒，有利于在冷轧条件下获得有利于 深冲性能的111织构。 0007 专利。

8、CN1492068A提出了一种抗拉强度为340440MPa的添加Nb的超低碳冷轧钢 板及其制造方法；专利CN1383459A和CN1780928A则利用晶粒内部与晶界处析出物的密度 差异(PFZ)设计了抗拉强度大于340MPa的冷轧钢板。上述三种产品虽然均具有良好的可 成形性，但是由于它们对Si元素含量的控制不是很严格，故钢板的表面质量将受到影响， 同时给镀锌工艺带来困难。另外，尽管个别专利中提到了B元素对二次加工脆性的改善作 用，但实施例中含B的例子却很少，说明其还不能很好的利用此方法。工艺方面，三个专利 说 明 书CN 102409225 A CN 102409229 A 2/5页 4 中。

9、对退火冷却方式均没有特殊要求，而本发明为了更好的控制和利用PFZ，提出了两段式冷 却方式，取得了很好的效果。 0008 本发明的高强度超细晶冷轧IF钢将具有强度高、屈强比低、成形性好和抗二次加 工脆性优越等特点，适用于汽车面板、侧围或保险杠等形状复杂的零部件；同时由于不采用 Si作为强化元素，所以适合用作合金化镀锌板的基板材料。 发明内容 0009 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种抗拉强度390MPa 的高强度超细晶冷轧IF钢及其生产方法，该产品具有良好的表面质量、可成形性和抗二次 加工脆性，可作为镀锌板基材使用。 0010 本发明的主要内容如下： 0011 本发明为了实现。

10、上述目的，利用晶粒细化、析出强化结合原有的固溶强化作为新 产品的强化机制。在这种新型的高强IF钢中，碳含量将比传统高强IF钢高很多，减少影响 表面质量的Si和高成本的Mo等固溶强化元素的添加量，而且添加一定量的Nb，形成更多细 小的铌的碳氮化合物Nb(C，N)并弥散分布，这些细小的沉淀物将有助于获得细小的铁素体 晶粒，通过细化晶粒强化和Nb(C，N)的弥散析出来获得高强度。由于组织中包含独特的无 析出物区域(PFZ)，使得新型高强度超细晶IF钢的屈服强度不仅不增加，反而会有所下降。 少量B元素的加入将抑制P的晶界偏析，改善钢板的二次加工脆性。 0012 一种高强度超细晶冷轧IF钢，其特征在于钢。

11、的化学成分(按重量)为C： 0.0060.01、Si：0.0040.009、Mn：1.11.6、P：0.060.1、S：0.01、Als：0.05 0.06、N：0.003、Nb：0.10.15、B：0.00050.0015，余量为Fe及不可避免的杂质。 0013 C：C与Nb形成碳化物，是用于在铁素体晶界附近和铁素体晶粒内部形成析出物密 度不同区域的重要元素。C含量不足时，铁素体晶内析出物密度过低，钢板强度下降；C含量 超标时，晶界附近析出物密度升高，钢板延展性降低，容易产生冲压裂纹，成形余量缩小。因 此，本发明要求C含量在0.0060.01之间。 0014 Si：Si在钢中不形成碳化物，以。

12、固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中，通过固溶 强化来提高钢的强度和冷加工变形硬化率，可根据强度级别进行添加，同时也在一定程度 上降低钢的塑性和韧性。另外，Si在生成氧化物时的平衡分压比其他元素要低，属于易氧 化元素，退火后以氧化物形式富集在钢板表面，从而恶化钢板的浸润性和镀锌板镀层的附 着性，降低合金化镀层的耐裂纹性和耐剥离性，容易产生针孔状“漏镀”等缺陷。因此，随着 Si含量的增加，会导致钢板表面质量下降，同时降低钢板的成形性，故本发明不采用Si作 为主要的固溶强化元素，要求其含量控制在0.0040.009之间。 0015 Mn：Mn是本发明的主要固溶强化元素之一，它通过使热轧钢板晶粒细化和固。

13、溶强 化来提高强度，且不影响镀层的附着性。Mn含量低，则钢板强度不足，Mn含量过高，则钢板 成形性下降，因此本发明控制其含量在1.11.6之间。 0016 P：P是本发明的另一个主要固溶强化元素，但是它会促进铁素体晶粒长大，使热 轧板晶粒粗化，同时易于偏聚于晶界处，恶化成形性和二次加工脆性，因此本发明要求P含 量在0.060.1之间。 0017 S：S在钢中以硫化物形式存在，是钢板中的有害元素，不利于钢板的成形性，故本 说 明 书CN 102409225 A CN 102409229 A 3/5页 5 发明要求其含量在0.01以下。 0018 Als：Al是炼钢中的脱氧元素，且可与钢中的N形成。

14、AlN析出，减轻固溶N的危害 作用。Als不足，上述效果难以充分发挥，Als过量，则会影响钢板的表面质量。因此本发明 要求其含量控制在0.050.06之间。 0019 N：N为钢中的有害元素，过高会导致钢板抗时效性变差。因此，本发明要求N元素 含量控制在0.003以下。 0020 Nb：Nb与C结合形成碳化物，是为了在铁素体晶界附近和晶粒内部形成析出物密 度不同区域的重要元素。Nb含量低时，铁素体晶粒内部析出物密度不足，Nb含量高时，则晶 界处析出物密度也高，导致成形性下降。因此，本发明中的Nb含量要求在0.10.15之 间。 0021 B：B能阻止退火时铁素体晶粒的长大，防止延伸率和r值的降。

15、低，同时B元素还可 在晶界处快速析出从而强化晶界，抑制P在晶界处的偏聚，改善钢板的二次加工脆性。由于 过高的B将明显降低钢板的成形性，故本发明要求其含量控制在0.00050.0015之间。 0022 本发明的高强度超细晶IF钢的生产方法如下： 0023 按照上述成分进行冶炼，连铸成板坯。 0024 热轧：板坯加热温度为11501250；热轧开轧温度为1100，终轧温度为 870910；卷曲温度为620660。 0025 酸洗和冷轧：冷轧压下率控制在7585之间。 0026 连续退火：加热速率为10/s，加热温度为800840，保温时间为120160s， 缓冷速率为15/s，缓冷出口温度为660。

16、700，快冷速率为35/s，时效温度为350， 时效时间为500600s。平整：平整压下率为0.41.0。 0027 本发明的有益效果是： 0028 (1)钢板中铁素体晶粒细小，晶粒内部存在大量、细小、弥散分布的Nb(C、N)析出， 晶界附近除个别尺寸较大的析出物外，沿晶界形成PFZ(无析出区)； 0029 (2)上述组织特征导致钢板在抗拉强度提高的同时，屈服强度不仅不增加，反而会 有所下降，从而使钢板具有良好的成形性； 0030 (3)少量B元素的加入，抑制了P在晶界的偏析，改善了钢板的抗二次加工脆性； 0031 (4)不使用Si作为固溶强化元素，提高了钢板的表面质量，可以用作镀锌板的基 材。

17、。 附图说明 0032 图1本发明钢板的金相组织图； 0033 图2本发明钢板透射电镜薄膜图。 具体实施方式 0034 以下结合几个具体实施例对本发明的超高强度冷轧钢板及其制造方法进行说明。 0035 实施例化学成分如表1所示： 0036 表1化学成分(wt) 0037 说 明 书CN 102409225 A CN 102409229 A 4/5页 6 实施例 C S i M n P S A l s N N b B F e 1 0 . 0 0 6 7 0 . 0 0 4 1 . 1 2 0 . 0 6 7 0 . 0 0 3 1 0 . 0 5 8 0 . 0 0 2 8 0 . 1 2 0 。

18、. 0 0 0 9 余量 2 0 . 0 0 8 2 0 . 0 0 8 1 . 2 9 0 . 0 6 9 0 . 0 0 3 8 0 . 0 5 3 0 . 0 0 2 6 0 . 1 3 0 . 0 0 1 1 余量 3 0 . 0 0 7 4 0 . 0 0 6 1 . 3 7 0 . 0 6 1 0 . 0 0 2 5 0 . 0 5 6 0 . 0 0 2 3 0 . 1 3 0 . 0 0 1 0 余量 4 0 . 0 0 8 0 0 . 0 0 7 1 . 1 9 0 . 0 7 7 0 . 0 0 3 4 0 . 0 5 5 0 . 0 0 2 6 0 . 1 2 0 . 0。

19、 0 1 2 余量 5 0 . 0 0 7 0 0 . 0 0 5 1 . 4 6 0 . 0 8 1 0 . 0 0 3 6 0 . 0 5 3 0 . 0 0 2 9 0 . 1 1 0 . 0 0 0 9 余 量 6 0 . 0 0 7 5 0 . 0 0 9 1 . 5 9 0 . 0 9 2 0 . 0 0 2 8 0 . 0 5 7 0 . 0 0 2 7 0 . 1 3 0 . 0 0 1 0 余量 0038 实施例轧制工艺参数如表2所示： 0039 表2轧制工艺参数 说 明 书CN 102409225 A CN 102409229 A 5/5页 7 0040 0041 实施例连。

20、退及平整工艺参数如表3所示： 0042 表3连退及平整工艺参数 0043 0044 实施例产品的力学性能如表4所示： 0045 表4钢板的力学性能 0046 实施例 Rp 0.2 (MPa) Rm(MPa) A() r15 n 1 230 410 36.5 1.75 0.27 2 235 415 36 1.7 0.25 3 245 425 36 1.65 0.26 4 255 450 35.5 1.65 0.24 5 260 460 35 1.6 0.23 6 270 465 34 1.6 0.23 说 明 书CN 102409225 A CN 102409229 A 1/1页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102409225 A 。