一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產(chǎn)方法，屬于鐵基合金【技術(shù)領(lǐng)域】。解決現(xiàn)有技術(shù)中采用臥式連續(xù)退火爐退火生產(chǎn)無(wú)間隙原子熱鍍鋅鋼板時(shí)存在的產(chǎn)品性能不達(dá)標(biāo)的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，化學(xué)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％，余量為Fe和不可避免的夾雜元素。冷軋鋼板顯微組織晶粒度級(jí)別為I6.5～I(xiàn)8.O級(jí)，屈服強(qiáng)度為165～200MPa，抗拉強(qiáng)度為270～330MPa，斷后伸長(zhǎng)率A80mm為38％～44％，塑性應(yīng)變比r值≥1.9。本發(fā)明降低了無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)成本。本發(fā)明產(chǎn)品主要用于家電產(chǎn)品、五金結(jié)構(gòu)等。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產(chǎn)方法，屬于鐵基合金【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)間隙原子鋼又稱為IF鋼(Interstitial-Free Steel的簡(jiǎn)稱)。由于其沒(méi)有間隙原子，因此具有優(yōu)異的深沖性能和非時(shí)效性，特別是無(wú)間隙原子熱鍍鋅鋼板，在冷軋后經(jīng)過(guò)再結(jié)晶溫度以上的退火處理后，具有更加優(yōu)異的沖壓成形性能。生產(chǎn)熱鍍鋅IF鋼產(chǎn)品的現(xiàn)有技術(shù)有兩種，一種是經(jīng)過(guò)罩式退火工藝后經(jīng)過(guò)清洗再進(jìn)行熱鍍，一種是經(jīng)過(guò)連續(xù)退火工藝后直接熱鍍。與經(jīng)過(guò)罩式退火工藝相比，連續(xù)退火后直接熱鍍鋅具有:連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高；帶鋼長(zhǎng)度和寬度方向上力學(xué)性能均勻，板形好的優(yōu)點(diǎn)。因此，連續(xù)退火熱鍍鋅工藝生產(chǎn)的無(wú)間隙原子鍍鋅鋼板在家電產(chǎn)品、五金結(jié)構(gòu)上得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板均采用立式連續(xù)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(shí)間為60-120秒，使得帶鋼能夠退火充分；但是這種立式連續(xù)退火爐投資大，能耗高。
[0004]相對(duì)于立式連續(xù)退火爐而言，臥式連續(xù)退火爐投資少，能耗低。有的企業(yè)也曾嘗試采用臥式連續(xù)退火爐生產(chǎn)無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，因臥式連續(xù)退火爐的均熱段長(zhǎng)度僅60米，正常退火溫度在700-770°C，帶鋼通常在爐內(nèi)均熱段停留時(shí)間為36-59秒，帶鋼退火時(shí)間不夠，如果退火溫度提高至760-800°C，則產(chǎn)品性能達(dá)不到?jīng)_壓性能要求；若繼續(xù)提高退火溫度，此時(shí)IF鋼晶粒組織快速長(zhǎng)大后，有可能發(fā)生二次再結(jié)晶，造成組織異常，存在性能惡化的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板及其生產(chǎn)方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中采用臥式連續(xù)退火爐退火生產(chǎn)無(wú)間隙原子熱鍍鋅鋼板時(shí)存在的產(chǎn)品性能達(dá)不到要求的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，化學(xué)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%，余量為Fe和不可避免的夾雜元素。冷軋鋼板顯微組織晶粒度級(jí)別為16.5~18.0級(jí)，屈服強(qiáng)度為165~200MPa，抗拉強(qiáng)度為270~330MPa，斷后伸長(zhǎng)率A8mm為38%~44%，塑性應(yīng)變比r值≥1.9。
[0008]本發(fā)明所述的無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的化學(xué)成分限定在上述范圍內(nèi)的理由如下:
[0009]碳:無(wú)間隙原子熱鍍鋅鋼板中的C含量直接影響產(chǎn)品沖壓性能，特別在退火均熱時(shí)間不足條件下，影響低的屈服強(qiáng)度和高的均勻延伸率的性能。因此，本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)定C 含量范圍為 0.0005%~0.0028%，優(yōu)選為 0.0010%— 0.0020%。
[0010]氮:在無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板中氮增加對(duì)鋼板深沖性能不利，因此要求降低N含量。本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)定N含量≤0.0030%。
[0011]鈦:通過(guò)Ti的加入，進(jìn)一步和C、N原子結(jié)合，生成Ti的碳氮化合物，從而消除游離的C、N原子，實(shí)現(xiàn)鋼中無(wú)間隙固溶原子存在。鈦含量與鋼板的再結(jié)晶溫度相關(guān)，鈦含量要與退火溫度需相匹配，因此，本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)定Ti含量為0.02%~0.065%。
[0012]錳:本發(fā)明鋼中的Mn主要是減少鋼坯加工中熱脆性。本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)定Mn含量范圍為0.08%~0.20%，優(yōu)選為0.08%~0.015%。
[0013]硅:本發(fā)明鋼中的Si為雜質(zhì)元素，為鋼中殘余含量。Si含量要求過(guò)低則會(huì)提高煉鋼精煉工序的成本。本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)定Si含量≤0.03%。
[0014]硫:本發(fā)明鋼中的S為雜質(zhì)元素，過(guò)低的S含量會(huì)增加煉鋼脫硫的成本。本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)定S含量≤ 0.010%。
[0015]磷:本發(fā)明鋼中的P為雜質(zhì)元素，過(guò)低的P含量會(huì)增加成本。本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)定P含量≤0.015%。
[0016]一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的生產(chǎn)方法，按下述成分質(zhì)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%，余量為Fe和不可避免的夾雜元素；依次采用鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉、RH爐精煉、澆鑄成連鑄板坯；連鑄坯經(jīng)加熱爐加熱至1080~1160°C,在熱連軋機(jī)架上進(jìn)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(kāi)軋溫度為950~1050°C，精軋結(jié)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(kāi)卷經(jīng)過(guò)酸洗去掉表面氧化鐵皮后，在冷連軋機(jī)上或往復(fù)式單機(jī)架軋機(jī)上經(jīng)過(guò)多次冷軋，冷軋壓下率為70%~90% ;冷軋后的軋硬狀態(tài)帶鋼經(jīng)臥式連續(xù)退火爐退火，在臥式連續(xù)退火爐均熱段的退火溫度為810~850°C，退火時(shí)間為35~59s ;熱鍍鋅、卷取得到無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板成品，其特征是:
[0017]1、鋼中的碳含量設(shè)定
[0018]無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板中的C含量直接影響產(chǎn)品沖壓性能，特別在退火均熱時(shí)間不足條件下，影響低的屈服強(qiáng)度和高的均勻延伸率的性能。因此，綜合考慮，本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)定C含量范圍為0.0005%~0.0028%，優(yōu)選為0.0005%~0.0020%。
[0019]2、鋼中的鈦含量設(shè)定
[0020]通過(guò)Ti的加入，進(jìn)一步和C、N原子結(jié)合，生成Ti的碳氮化合物，從而消除游離的C、N原子，實(shí)現(xiàn)鋼中無(wú)間隙固溶原子存在。鈦含量與鋼板的再結(jié)晶溫度相關(guān)，鈦含量要與退火溫度需相匹配，因此，綜合考慮，本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)定Ti含量為0.02%~0.065%。
[0021]3、鋼中的錳含量設(shè)定
[0022]本發(fā)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(fā)明技術(shù)方案設(shè)定Mn含量范圍為0.08%~0.20%，優(yōu)選為0.08%~0.015%。
[0023]4、板坯加熱溫度設(shè)定
[0024]在無(wú)間隙原子鋼連鑄板坯的加熱過(guò)程要發(fā)生Ti (C、N)第二相粒子的溶解。加熱溫度在1080~1160°C，有利于減少第二相粒子發(fā)生溶解有利于退火后晶粒的再結(jié)晶長(zhǎng)大。因此，綜合考慮，本發(fā)明板坯加熱溫度設(shè)定為1080~1160°C。
[0025]5、精軋結(jié)束溫度設(shè)定
[0026]無(wú)間隙原子鍍鋅鋼板的精軋終軋溫度要高于Ar3相變點(diǎn)，因此，綜合考慮，本發(fā)明精軋結(jié)束溫度設(shè)定為900~940°C，優(yōu)選為910~920°C。
[0027]6、卷取溫度設(shè)定
[0028]熱軋終軋卷取溫度主要影響材料的組織、性能及冷軋后的連退再結(jié)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(zhǎng)大。因此，綜合考慮，本發(fā)明卷取溫度設(shè)定為680~740°C，優(yōu)選為700~740°C。
[0029]7、冷軋壓下率設(shè)定
[0030]無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板r值隨冷軋壓下率增加而單調(diào)增加，且隨著冷軋壓下率的提高，鋼板中存儲(chǔ)的形變能增多，增加再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力，有利于退火過(guò)程的進(jìn)行。因此，綜合考慮，本發(fā)明冷軋的壓下率為70%~90%，優(yōu)選為80%~90%。
[0031]8、退火溫度和退火時(shí)間設(shè)定
[0032]冷軋后的軋硬鋼帶在退火過(guò)程中經(jīng)歷的回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大三個(gè)過(guò)程都影響到成品的性能。退火溫度的設(shè)定一般是綜合考慮帶鋼的再結(jié)晶溫度、產(chǎn)品性能需求范圍兩個(gè)因素，針對(duì)高壓下率冷軋來(lái)料。因此，綜合考慮，本發(fā)明設(shè)定鋼帶在臥式連續(xù)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(shí)間為35~59s。
[0033]采用上述方法生產(chǎn)的無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的顯微組織晶粒度級(jí)別為16.5~18.0級(jí)，屈服強(qiáng)度為165~200MPa，抗拉強(qiáng)度為270~330MPa，斷后伸長(zhǎng)率A80mm為38%~44%，塑性應(yīng)變比r值≥1.9。
[0034]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下積極效果:
[0035]1.本發(fā)明通過(guò)C含量設(shè)計(jì)、熱軋終軋、卷取、高壓下率冷軋、臥式爐連退火生產(chǎn)工藝的優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)了采用臥式爐退火生產(chǎn)性能合格的無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，降低了無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)成本。
[0036]2.本發(fā)明采用退火溫度為810~850°C C，退火時(shí)間為35~59s的高溫退火工藝，使鋼帶獲得了充分再結(jié)晶組織，冷軋鋼板顯微組織晶粒度級(jí)別為16.5~18.0級(jí)，屈服強(qiáng)度為165~200MPa，抗拉強(qiáng)度為270~330MPa，斷后伸長(zhǎng)率A8ttam為38%~44%，塑性應(yīng)變比r值≥1.9。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037]附圖1為本發(fā)明實(shí)施例2的無(wú)間隙原子熱軋鋼板的金相組織照片。
[0038]附圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的金相組織照片。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合實(shí)施例1-4對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，如表1~表4所示。
[0040]表1本發(fā)明(重量百分比％ )，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其化學(xué)成分質(zhì)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%，余量為Fe和不可避免的夾雜元素。
2.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其特征是，鋼中碳元素質(zhì)量百分比為0.0005 %~0.0020 %。
3.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其特征是，鋼中錳元素質(zhì)量百分比為0.08%~0.015%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其特征是，所述冷軋鋼板顯微組織晶粒度級(jí)別為16.5~18.0級(jí)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板，其特征是，所述冷軋鋼板的屈服強(qiáng)度為165~200MPa，抗拉強(qiáng)度為270~330MPa，斷后伸長(zhǎng)率A8tlnm為38%~44%，塑性應(yīng)變比r值≥1.9。
6.一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的生產(chǎn)方法，按下述成分質(zhì)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%，余量為Fe和不可避免的夾雜元素；依次采用鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)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；然后將熱軋鋼卷重新開(kāi)卷、經(jīng)酸洗、冷軋、臥式爐連續(xù)退火、熱鍍鋅、卷取得到鋼板厚度為0.3~1.2mm的無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板成品，其特征是，連鑄坯經(jīng)加熱爐加熱至1080~1160°C，在熱連軋機(jī)架上進(jìn)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(kāi)軋溫度為950~1050°C，精軋結(jié)束溫度為900~940°C ;精軋后卷取溫度為680~740°C ;在冷連軋機(jī)上進(jìn)行軋制，冷軋壓下率為70%~90% ;冷軋后的軋硬狀態(tài)帶鋼經(jīng)臥式連續(xù)退火爐退火，在臥式連續(xù)退火爐的均熱段的退火溫度為810~850°C，退火時(shí)間為35~59s。
7.如權(quán)利要求6所述的一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的生產(chǎn)方法，其特征是，所述精軋結(jié)束溫度為910~920°C。
8.如權(quán)利要求6所述的一種無(wú)間隙原子冷軋熱鍍鋅鋼板的生產(chǎn)方法，其特征是，所述卷取溫度為700~740°C。
【文檔編號(hào)】C22C38/14GK103510002SQ201210220052
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】丁志龍, 張偉超 申請(qǐng)人:上海梅山鋼鐵股份有限公司