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1、10申请公布号CN102321844A43申请公布日20120118CN102321844ACN102321844A21申请号201110304526522申请日20111010C22C38/16200601C21D8/0220060171申请人钢铁研究总院地址100081北京市海淀区学院南路76号申请人中达连铸技术国家工程研究中心有限责任公司72发明人刘家琪张慧仇圣桃卢军辉74专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥54发明名称一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢及其制备方法57摘要一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢及其制备方法，属于金属材料领域。该钢的化学组成重量百分数为C0005，SI0。
2、05，MN015，P0060080，S001，CU020035，TI00150025，B0001000020，ALS00200030，CA0002500035，余为FE。制备方法包括炼钢、连铸、均热、热连轧、卷取工序。优点在于，与现有技术相比能够高效、低成本的生产热轧耐腐蚀烘烤硬化钢；并且，节能环保、成本低、产品质量稳定、抗腐蚀性能好、使用寿命长；该热轧烘烤硬化钢应用于汽车生产上，可有效减轻汽车重量。51INTCL19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6页附图1页CN102321851A1/1页21一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢，其特征在于，该钢的化学成分重量百分数为C。
3、0005，SI005，MN015，P0060080，S001，CU020035，TI00150025，B0001000020，ALS00200030，CA0002500035余量为FE。2根据权利要求1所述的热轧耐腐蚀烘烤硬化钢，其特征在于，该钢金相组织结构为铁素体，晶内有少量的渗碳体，晶粒度低于9级；该钢的性能抗拉强度RM为340350MPA，屈服强度RE1为265280MPA，伸长率A80为415455，R9012，N90018，BH50MPA，相对腐蚀率不高于镀锌板的50，同等使用环境下寿命提高10倍。3一种权利要求1或2所述热轧耐腐蚀烘烤硬化钢的制备方法，包括炼钢、连铸、均热、热连轧、。
4、卷取工序；其特征在于，在工艺中控制的技术参数为在均热工序温度为11001150，热连轧工序中终轧温度880930，卷取过程采用多段式控制冷却，先由终冷温度快速冷却到720760，自然冷却48S，卷取温度为650700；经CA处理后，钢中的夹杂物变性为以CAS为核心的硬质质点，上浮后从钢水中去除，使钢水洁净度提高；采用控制轧制和控制冷却热轧后，该钢板的抗拉强度RM为340350MPA，屈服强度RE1为265280MPA，伸长率A80为415455，R9012，N90018，预变形2后在170下加热20MIN，BH50MPA，相对腐蚀率不高于镀锌板的50，同等使用环境下寿命可提高10倍。权利要求书。
5、CN102321844ACN102321851A1/6页3一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢及其制备方法技术领域0001本发明属于金属材料领域，特别涉及到一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢及其制备方法。背景技术0002烘烤硬化性能即BAKINGHARDENINGABILITY，简称“BH性”，系指钢在退火、平整后的供货状态下有较低的屈服强度，经过冲压成形、喷漆烘烤后屈服强度得到一定程度增加的性能。烘烤硬化钢归属于汽车用薄钢系列，主要用于制造汽车覆盖件卡车驾驶室和车身部件，对烘烤硬化钢的基本性能要求钢的总伸长率和均匀伸长率；钢的塑性应变比R和应变强化指数N；冲压成形性能；抗凹陷性能；抗冲击性能；焊接性能。0003汽。
6、车用钢可用性的主要技术要求是深冲性与抗凹陷性能。为解决深冲性能与抗凹陷性能的矛盾，开发了热轧耐腐蚀烘烤硬化IF钢。其优点为耐腐蚀性比普通低碳钢或BH钢高1倍以上；比普通钢强度高100150MPA，具有极强的抗凹性；深冲性比普碳钢更优秀；成本低于普碳钢。0004以超低碳无间隙原子钢IF钢为代表的第三代产品是超深冲钢。这是20世纪80年代以来所开发的以超低碳为基本成分，IF钢为主要代表的新一代汽车薄钢系列产品。它具有极强烈的111织构、纯净的钢质以及较粗大的铁素体晶粒，从而获得超深冲性。目前，世界各国都在竞相研制和开发由IF钢所繁衍的超低碳系列产品的汽车薄钢，预计不远的将来超低碳系列产品格逐步取代。
7、第二代产品，使汽车薄钢应用水平上升到一个新高度。0005美国内陆钢铁公司最早利用冲压时的应变和喷漆烘烤时的温度条件，开发出BH钢板，提高了汽车钢板构件的强度。目前该公司已经可以进行低碳钢、含磷钢和超低碳钢三个化学成分系列BH钢种的生产；德国蒂森钢铁公司在20世纪80年代末期已经能够系列化、标准化的生产BH钢板，并同德国大众、宝马、戴姆勒奔驰和沃尔沃等汽车公司合作，进行高强度BH钢板成形性和实际应用的研究开发工作。法国阿赛洛集团是当今世界最大的汽车板生产商，该公司可生产160300MPA级别的BH钢板；日本各大钢铁公司在20世纪80年代就普遍生产BH钢板，但是目前通常采用连铸、热轧、连续退火的生。
8、产工艺进行生产，生产效率较低。0006热轧耐腐蚀烘烤硬化钢是在IF钢中加入耐腐蚀元素P、CU，使生产的热轧钢同时具有优异的深冲性能、相对较高的强度和良好的耐腐蚀性能，在热轧后可直接酸洗、平整、加工成形，省去了后续的冷轧、退火、镀锌等工序，生产企业不仅节省成本，也降低了能源消耗和污染气体的排放，同时对汽车制造企业的用户有利于汽车减重和延长汽车使用寿命。发明内容0007本发明的目的在于提供一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢及其制备方法，实现了节能环说明书CN102321844ACN102321851A2/6页4保、成本低、产品质量稳定、抗腐蚀性能好、使用寿命长；该钢种可用作汽车零部件。0008根据上述目的，。
9、本发明整体的技术方案为0009本发明的设计原理是通过在理论上系统分析钢中P、C、TI、MN、B等元素对耐蚀钢性能的影响，同时兼顾生产成本及工艺，对这种新型耐蚀钢的化学成分进行优化设计，并提出相应的生产方法，由此可获得一种成本低、产品质量稳定、抗腐蚀性能好、使用寿命长的热轧耐腐蚀烘烤硬化钢，并完全满足汽车企业用户要求。该钢种成分特点是1碳含量尽可能低；2硅含量要低；3精炼采用硼微合金化技术；4钢水经CA处理；5合理控制氮含量。0010根据上述目的和整体的技术方案，本发明具体技术方案为0011本发明的热轧耐腐蚀烘烤硬化钢板的化学组成成分重量为C0005，SI005，MN015，P0060080，S。
10、001，CU020035，TI00150025，B0001000020，ALS00200030，CA0002500035余为FE。0012本发明所述的耐腐蚀烘烤硬化钢金相组织结构为铁素体，晶内有少量的渗碳体，晶粒度低于9级。0013该钢的性能抗拉强度RM为340350MPA，屈服强度RE1为265280MPA，伸长率A80为415455，R9012，N90018，BH50MPA，相对腐蚀率不高于镀锌板的50，同等使用环境下寿命提高10倍。0014本发明的制备方法包括炼钢、连铸、均热、热连轧、卷取工序，在工艺中控制的技术参数为在均热工序温度为11001150，热连轧工序中终轧温度880930，卷。
11、取过程采用多段式控制冷却，先由终冷温度快速冷却到720760，自然冷却48S，卷取温度为650700。0015经CA处理后，钢中的夹杂物可以有效变性为以CAS为核心的硬质质点，上浮后可从钢水中去除，使钢水洁净度提高。采用控制轧制和控制冷却热轧后，该钢板的抗拉强度RM为340350MPA，屈服强度RE1为265280MPA，伸长率A80为415455，R9012，N90018，预变形2后在170下加热20MIN，BH50MPA，相对腐蚀率不高于镀锌板的50，同等使用环境下寿命可提高10倍。0016该钢耐蚀性的检验方法采用GB/T17712007色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定方法进行测定，本试验中。
12、，将150MM100MM1MM的试样磷化后涂漆，浸入505G/L的NACL溶液中，PH6572，喷雾压力70170KPA，降雾量125ML/H，测定产生锈层的时间和划痕层离宽度及腐蚀宽度。0017本发明化学成分的设计依据为0018C现代烘烤硬化钢强度的增加归根结底是由于填隙碳原子。本发明使用TI形成的固溶氮化物来固定氮原子。氮在室温时比碳原子的扩散速率快，这使得它在室温储存过程中通过铁素体基体和钉扎的位错进行扩散。碳原子较慢的扩散速率允许钢在室温保持六个月而不时效。碳含量增加，对应的烘烤硬化性能也增加，这是由于更多的固溶原子可以更加有效的钉扎移动的位错，簇状物可以更加迅速的形成。研究表明，碳含。
13、量从0增加到40PPM，对应的烘烤硬化性能从40MPA增加到70MPA；进一步增加固溶碳原子对烘烤硬化性能的增加没有作用。随碳含量的增加，形成的析出物也增加，导致基体强化，这会增加材说明书CN102321844ACN102321851A3/6页5料的抗拉强度，同时也会少量的影响屈服强度。但是随着碳含量的增加，缺口韧性降低，而HAZ热影响区硬度提高，并且钢的延伸率随之下降，当碳含量偏高时，在快速加热和冷却的半平衡状态下如焊接会发生局部包晶反应，P、S很容易偏析到奥氏体晶界。因此对含P高的钢，降低碳含量是改善缺口韧性、焊接性以及冲压性最有效的办法之一，因此本发明钢将碳含量控制在0005以下以保证产。
14、品钢中固溶碳在1525PPM。0019SI硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，硅量增加，会降低钢的焊接性能，而本发明所述的耐腐蚀钢要求具有较低的强度和良好的可焊性能，因此，将硅含量设定为005以下。0020MN锰加入钢中的主要作用为固溶强化提高钢的强度，而在耐腐蚀钢中MN的作用是有害的，因为其易于形成MNS，对耐蚀性危害较大当钢中硫含量001。考虑到最终用户需冲压加工成型，就必须在耐蚀的前提下兼顾钢的强度和塑韧性，因此本发明钢的MN需控制在015以下。0021P提高P含量对改善处于潮湿环境中的钢耐蚀性是非常有效的，但是加入过量的磷会降低缺口韧性和焊接性能，且在后续加工过程会出现二次加工。
15、硬化，不利于成形性。当P含量由001提高到008时，钢经五年大气暴露后，重量损失由160MG/CM2减少至90MG/CM2，而P含量超过008后重量损失随P含量的增加而减少是轻微的，因此本发明钢的P含量控制在0060080。0022S硫是有害元素易切削钢除外。S在铁及铁中的溶解度都很小，所以钢液在凝固时，随着钢液的凝固，S向未凝固的液体部富集，造成凝固组织偏析，结果使钢的宏观组织极不均匀；其次S可以形成多种硫化物如FES、MNS。硫对焊接性能也不利。钢中S是耐腐蚀钢的大敌，因此要尽可能将S控制极低的水平。0023CU铜不仅对焊接热影响区硬化及韧性没有不良的影响，还可以使母材的强度、低温韧性大大。
16、提高，同时由于CU的沉淀析出增强了钢的晶间抗腐蚀能力，尤其对抗气体腐蚀H2S等的能力。但当钢中铜含量过高时，使钢件在热加工时表面容易产生裂纹。为此，本发明钢中的铜含量设计为020035。0024B钢中加入微量B元素可以有效的防止P在晶界偏析，对改善和消除铸坯纵裂有一定积极的作用，并且为了保证钢的低屈服强度和较高的伸长率，希望通过加入微量的B抑制奥氏体向铁素体转变过程铁素体的形核，促进铁素体晶粒长大。本发明钢设计B含量在0001000020。0025该钢耐蚀性的检验方法采用GB/T17712007色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定方法进行测定，本试验中，将150MM100MM1MM的试样磷化后涂漆，。
17、浸入505G/L的NACL溶液中，PH6572，喷雾压力70170KPA，降雾量125ML/H，测定产生锈层的时间和划痕层离宽度及腐蚀宽度。0026本发明采用与现有技术相似的制备方法，既可采用常规转炉或电炉炼钢RH精炼板坯连铸轧制工艺，也可采用转炉或电炉炼钢RH精炼薄板坯连铸连轧生产工艺。在整个生产工艺流程中，从成分控制到连铸、热轧、卷取、平整的每一工序都影响热轧板卷的最终性能。0027本发明与现有技术相比具有节能环保、成本低、产品质量稳定、抗腐蚀性能好、使用寿命长的优点。上述优点具体为烘烤前抗拉强度RM为340350MPA，屈服强度RE1为说明书CN102321844ACN102321851。
18、A4/6页6265280MPA，伸长率A80为415455，R9012，N90018，预变形2后在170下加热20MIN，BH50MPA，相对腐蚀率不高于镀锌板的50，同等使用环境下寿命可提高10倍。附图说明0028图1为镀锌板对比板试样外观。0029图2为镀锌板对比板磷化后涂漆外观。0030图3为耐腐蚀烘烤硬化钢板试样外观。0031图4为耐腐蚀烘烤硬化钢板磷化后涂漆外观。0032图5为镀锌板腐蚀后照片，192小时。0033图6为镀锌板腐蚀后照片，840小时。0034图7为耐腐蚀烘烤硬化钢板腐蚀后照片，192小时。0035图8为耐腐蚀烘烤硬化钢板腐蚀后照片，840小时。具体实施方式0036本发。
19、明采用15KG真空电磁冶炼炉冶炼出符合设定成分控制范围的钢水后，用50MM100MM300MM的结晶器得到小铸坯，铸坯加热到1150后进行热轧，热轧重点是控制终轧温度890和卷取温度680以获得理想的力学性能、适合的BH值和良好的抗室温时效性。0037采用本发明所述的化学成分，制备了一批次热轧耐缝隙烘烤硬化钢，经过冶炼及浇铸凝固的铸坯加热至1150，终轧温度为893，卷取温度690，轧制成3MM厚钢带，从钢带中间部位截取若干试样进行分析，其化学成分和机械性能分别如表1和表2所示。0038表1本发明实施例钢成分WT0039元素CSIMNPSALSCUBTI成分000500301300640006。
20、002830250001500190040表2本发明实施例钢带力学性能对比表00410042说明书CN102321844ACN102321851A5/6页70043为检测新开发耐腐蚀烘烤硬化钢板的耐腐蚀性，进行了耐盐雾型试验。0044试验标准GB/T17712007色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定；0045试样尺寸150MM100MM1MM，试样情况见表3；0046工作室温度3337；NACL浓度505G/L；PH6572；0047喷雾压力70170KPA；降雾量125ML/H。0048表3试验所用试样情况0049编号试样名称片数试样外观磷化后涂漆1镀锌板对比板3见图1见图22耐腐蚀烘烤硬化钢板。
21、新开发板3见图3见图40050试验结果见表4。从表中数据看，镀锌板在192H时开始出现白锈，意味着表面的镀锌层开始受到腐蚀，在840H时白锈更多；而新开发的耐腐蚀烘烤硬化钢板虽然192H时开始出现红锈，但其在随后的腐蚀过程中腐蚀量很小，表面的锈层起到了防腐蚀的作用，因此在耐腐蚀性能方面起泡等级、划痕层离宽度、腐蚀宽度等，所开发的耐腐蚀烘烤硬化钢板的耐腐蚀性能优于镀锌板。0051表4试验结果0052说明书CN102321844ACN102321851A6/6页800531号为镀锌板，2号为开发的热轧耐腐蚀烘烤硬化钢板0054腐蚀后照片如图58所示。说明书CN102321844ACN102321851A1/1页9图1图2图3图4图5图6图7图8说明书附图CN102321844A。