一種500MPa級(jí)轎車用鍍鋅雙相鋼及生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種汽車用鍍鋅鋼及方法，具體地屬于一種500MPa級(jí)轎車用鍍鋅雙 相鋼及生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車輕量化的不斷發(fā)展及乘員安全性要求的不斷提高，近年來(lái)高強(qiáng)鋼在汽車 白車身中的比例及用量快速增加，雙相鋼因其具有高強(qiáng)度、低屈強(qiáng)比和良好的成形性，越來(lái) 越受到汽車工業(yè)界的青睞，在汽車上應(yīng)用比例在不斷提高。與冷乳雙相鋼相比，鍍鋅雙相鋼 還具有優(yōu)良的防腐性能，能保證汽車具有良好的耐銹蝕穿孔能力，目前主要應(yīng)用于中高級(jí) 轎車的結(jié)構(gòu)件和加強(qiáng)件，高表面質(zhì)量鍍鋅雙相鋼還可應(yīng)用于轎車覆蓋件。高表面質(zhì)量鍍鋅 雙相鋼在保證力學(xué)性能的前提下，基板可鍍性、表面缺陷水平、鋅層附著力級(jí)別等表面質(zhì)量 指標(biāo)也有較高的要求。目前，在高表面質(zhì)量鍍鋅雙相鋼的實(shí)際生產(chǎn)中，由于成分設(shè)計(jì)中Si 元素含量偏高、部分關(guān)鍵工藝未進(jìn)行嚴(yán)格控制等原因，漏鍍、表面缺陷超標(biāo)、鋅層彎曲脫鋅 等問(wèn)題時(shí)常發(fā)生。
[0003] 經(jīng)檢索，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410536158. 0的文獻(xiàn)，其公開(kāi)了 "500MPa級(jí)冷乳雙 相鋼及其生產(chǎn)方法"，采用C-Si-Mn-B成分體系生產(chǎn)生出了一種500MPa級(jí)冷乳雙相鋼，由 于Si元素在退火過(guò)程中易在表面富集，因而不適合于生產(chǎn)高表面質(zhì)量的鍍鋅雙相鋼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種屈服強(qiáng)度在295~365MPa，抗拉強(qiáng)度 在515~558MPa，延伸率在25~30%，η值為0. 165~0. 18,可鍍性好、鍍層表面色澤均勻無(wú)缺 陷且鋅層附著力優(yōu)良的轎車用鍍鋅雙相鋼及生產(chǎn)方法。
[0005] 實(shí)現(xiàn)上述目的的措施： 一種500MPa級(jí)轎車用鍍鋅雙相鋼，其組分及重量百分比含量為：C :0. 04~0. 09%， Si :彡 0· 01 %，Mn :1. 0 ~2. 0%，P :彡 0· 015%，S :彡 0· 010%，Als :0· 01 ~0· 08%，Mo 0. 01~0. 30% 或 Cr 0. 02~0. 9%，Nb :0. 001~0. 03%，N :彡 0. 005%，其余為鐵和其他不可避免 雜質(zhì)；金相組織為：鐵素體和馬氏體。
[0006] 其在于：Mo與Cr復(fù)合添加，其中Cr的加入量按照0. 2~0. 3% Cr替代0. 1%Μο計(jì)， 并控制Cr+Mo彡L 0%。
[0007] 生產(chǎn)一種500MPa級(jí)轎車用鍍鋅雙相鋼的方法，其步驟： 1) 按所設(shè)定成分經(jīng)冶煉、精煉及連鑄成鑄坯后對(duì)鑄坯進(jìn)行加熱，加熱溫度在 1200~1260。。； 2) 進(jìn)行精乳，控制其終乳溫度在880~920°C ; 3) 進(jìn)行卷?。壕砣囟瓤刂圃?70~610°C ; 4) 經(jīng)酸洗后進(jìn)行冷乳：酸洗溫度控制在70~90°C，酸池的酸值不低于40g/l ;控制冷 乳總壓下率在45~75% ;并控制鋼板表面反射率< 60% ; 5) 進(jìn)行熱鍍鋅：在確保進(jìn)入退火爐前鋼板表面潔凈下，進(jìn)行退火，控制退火溫度在 770~830°C，退火爐內(nèi)露點(diǎn)控制在一 40°C以下，氧含量彡3ppm ;鋅液溫度控制在455~ 465°C，鋅液中鋁含量控制在0· 18~0· 23%，F(xiàn)e%彡0· 009% ; 6) 進(jìn)行光整：光整延伸率控制在0. 6~1. 0%。
[0008] 本發(fā)明中各元素的作用 C :雙相鋼中的碳不再以固溶強(qiáng)化為主，但仍顯著地影響所有的相變過(guò)程，并控制最終 的組織和力學(xué)性能，為保證對(duì)成品力學(xué)性能有利的較大鐵素體析出區(qū)及馬氏體相的形貌和 硬度，碳含量不能過(guò)高；同時(shí)，鋼中碳含量對(duì)熱鍍鋅有顯著的影響，含碳量越高，鐵一鋅反應(yīng) 就越劇烈，鐵的重量損失越大，同時(shí)鐵鋅合金層越厚從而使鍍鋅層粘附性變壞并易造成鋅 表面出現(xiàn)鋅瘤缺陷；另外碳含量對(duì)焊接性能也有很大的影響，焊裝后整車的鋼度雖然很大 程度上取決于所用鋼材的強(qiáng)度，但是由于零件與零件之間大多采用焊點(diǎn)連接，因而焊點(diǎn)的 強(qiáng)度也是整車碰撞安全性的重要指標(biāo)，出于此方面的考慮，很多汽車廠均希望雙相鋼的碳 含量控制在0. 1%以內(nèi)。綜合以上考慮，本發(fā)明碳含量范圍設(shè)定為0.04~0.09%。
[0009] Si :對(duì)于熱鍍鋅雙相鋼來(lái)講，Si元素在退火時(shí)容易在帶鋼表面富集氧化形成SiO2 氧化膜，很難被氫氣還原，從而降低了鍍鋅浸潤(rùn)性，造成漏鍍、針孔、鋅層附著力不合等鍍層 缺陷，同時(shí)Si元素對(duì)鍍鋅板的點(diǎn)焊性能也有不良影響，因此為了最大限度的降低硅對(duì)表面 質(zhì)量的影響，本發(fā)明要求將Si元素含量控制在0. 01 %以內(nèi)。
[0010] Mn :Mn作為擴(kuò)大γ相區(qū)的元素，是典型的奧氏體穩(wěn)定化元素，可延遲珠光體和貝 氏體的形成，提高鋼的淬透性，促進(jìn)快冷冷卻過(guò)程中形成馬氏體，并起到固溶強(qiáng)化和細(xì)化鐵 素體晶粒的作用，但Mn在退火過(guò)程中會(huì)在鋼帶表面被氧化和沉積，過(guò)量Mn將會(huì)惡化鍍鋅浸 潤(rùn)性，因此本發(fā)明將Mn含量控制在I. 0~2. 0%范圍內(nèi)。
[0011] P、S : S、P為雜質(zhì)元素，P易于發(fā)生偏析，使雙相鋼發(fā)生相界脆化，引起脆性斷 裂，S對(duì)焊接性能有不利影響，同時(shí)形成夾雜物會(huì)降低鋼材的疲勞性能，因此本發(fā)明要求 P 彡 0· 015%，S 彡 0· 010%〇
[0012] Als :鋁是為了脫氧而添加的，當(dāng)Als含量不足0. 010%時(shí)，不能發(fā)揮其效果；另一 方面，由于添加多量的鋁容易形成氧化鋁團(tuán)塊，所以，規(guī)定Als上限為0. 08%。
[0013] Mo、Cr :添加 Mo、Cr會(huì)使CCT曲線明顯右移，強(qiáng)烈抑制珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變，有利 于在連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線中地獲得馬氏體組織。但Mo合金的價(jià)格較昂貴，為降低成本，也可 用Cr來(lái)代替部分Mo, 一般來(lái)講0. 1%Μο可用0. 2~0. 3% Cr進(jìn)行替代；另外，由于Cr、Mo氧 化物的生成吉布斯自由能比Mn、Si、P等氧化物的高，所以在熱鍍鋅退火時(shí)不易發(fā)生表面氧 化，也沒(méi)有表面偏析現(xiàn)象，因此不會(huì)影響鋅液的浸潤(rùn)性，但必須滿足Cr+Mo < 1.0%的條件。
[0014] Nb :Nb對(duì)晶粒細(xì)化、相變行為、奧氏體中C富集發(fā)揮顯著作用。固溶狀態(tài)的Nb延遲 熱變形過(guò)程中靜態(tài)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和奧氏體向鐵素體的相變，從而擴(kuò)大再結(jié)晶溫度和Ac3之 間的溫度范圍，為在未再結(jié)晶區(qū)精乳溫度確定提供了便利。Nb在細(xì)化鐵素體晶粒的同時(shí)也 促進(jìn)了馬氏體相的細(xì)化及均勻分布，極大地提高鋼的性能均勻性，但添加過(guò)量的Nb會(huì)導(dǎo)致 鐵素體中析出Nb的碳氮化物，顯著提高成品的屈服強(qiáng)度，對(duì)沖壓成形不利且增加不必要的 成本，因此本發(fā)明要求將Nb的含量控制在0. 001~0. 03%范圍內(nèi)。
[0015] N :N在鋼中越少越好，故要求N彡0· 005% 本發(fā)明的工藝中， 之所以將鑄坯加熱溫度控制在1200~1260°C，其原因是在此溫度范圍內(nèi)可以保證所有 合金元素均固溶，并保證后續(xù)精乳溫度的控制； 之所以將精乳溫度控制在880~920°C，其原因是終乳溫度低于880°C以下，熱乳溫度 稍微波動(dòng)就有可能進(jìn)入兩相區(qū)乳制，容易產(chǎn)生混晶組織，這種不均勻的晶組織具有遺傳性， 即使通過(guò)冷乳及退火也不容易消除，組織的不均勻性除了會(huì)對(duì)力學(xué)性能的均勻性產(chǎn)生影響 外，也會(huì)對(duì)鍍鋅表面的均勻性產(chǎn)生影響； 之所以將卷取溫度控制在570~610°C，其原因是熱乳卷曲溫度過(guò)高，容易導(dǎo)致熱乳基 板晶粒粗大并出現(xiàn)帶狀組織，通過(guò)降低卷曲溫度可有效提高熱乳基板組織的均勻性，使熱 乳基板的晶粒細(xì)膩均勻，從而改善熱乳帶狀組織，進(jìn)而減小冷乳再結(jié)晶晶粒尺寸，使得冷乳 退火組織更加均勻。
[0016] 之所以將酸洗溫度控制在70~90°C，酸池的酸值要求不低于40g/l，其原因是有 效保證熱乳板表面