[發明專利]一種低屈強比的深沖性良好的微碳鋁鎮靜鋼及其制備方法

無效

• 申請號: 201010151005.6
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN101798655A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 陳銀莉;蘇嵐;趙愛民;唐荻
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C38/06
• 分類號: C22C38/06;B21B37/74;B21B37/16;C21D8/02
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明屬于汽車用鋼技術領域，特別是提供了一種低屈強比的深沖性良好的微碳鋁鎮靜鋼及其制備方法。

背景技術

微碳深沖鋼板是在低碳鋁鎮靜鋼基礎上發展起來的。碳是鋼中最一般的強化元素，它使鋼的強度增加，塑性下降。將低碳鋁鎮靜鋼的碳含量降為微碳，是提高成形性能最有效的方法。碳含量降至0.02％以下時，鋼中碳化物間距增大，有利于<111>//ND織構形成，提高r值。由于低碳并使鋼中的固溶碳含量下降，還會解決時效問題。

連續退火工藝生產深沖用微碳鋁鎮靜鋼時，由于采用快速加熱，使得退火時帶鋼再結晶過程非常快，晶粒細小。同時，帶鋼的快速冷卻，使碳化物和氮化物來不及析出，碳、氮被保留在鐵素體中，這樣，得到碳、氮過飽和的α固溶體，這種不穩定的過飽和固溶體在條件允許時就要析出鐵的碳、氮化合物，以趨向于穩定狀態。伴隨著這個時效過程，帶鋼強度升高，塑性和韌性降低。一般情況下，微碳鋁鎮靜鋼連續退火后屈服強度高達200MPa左右。

同時，采用連續退火工藝生產深沖用微碳鋁鎮靜鋼時要求熱軋后高溫卷取。一般連續退火生產微碳鋁鎮靜鋼時熱軋卷取溫度為700℃～750℃，高溫卷取帶來的問題是帶鋼通長的組織和性能均勻性降低，因此對熱軋生產工藝要求嚴格。

氮在鋼中一般使屈服強度和抗拉強度增加，硬度值上升，并引起時效，隨氮含量增加鋼的n，r值下降，同時固溶氮是造成退火成品鋼板時效的主要原因，因此氮要盡量降低。在不含B的鋁鎮靜鋼中，氮以氮化鋁形式析出并存在于晶界處，抑制退火時鐵素體晶粒生長，影響深沖性能。

向微碳鋁鎮靜鋼中加入一定量的微合金元素B。從熱力學上來講，BN的析出要優先于AlN。從動力學分析，B在鋼中的擴散速率與N相當，是Al在鋼中擴散速率的10倍左右。因此添加一定微合金元素B的鋼在熱軋時，B可以與鋼中自由氮在高溫奧氏體中優先結合形成粗大的BN顆粒，減少了鋼中固溶氮的質量分數，抑制AlN細微顆粒的析出，減少鐵素體組織細晶強化及AlN析出強化的作用，從而降低材料的強度。而不含B的鋼中，AlN細微顆粒的析出使得奧氏體細化，同時也使相變后的鐵素體組織得以細化，AlN顆粒同時也抑制了再結晶過程中鐵素體晶粒的長大。因此，含B鋼鐵素體晶粒尺寸明顯粗于不含B鋼的鐵素體晶粒尺寸，從而含B鋼經連續退火后可獲得低的屈服強度，高的r值，此外，由于BN在高溫奧氏體相中就可以析出，熱軋后就不需要采用高溫卷取，從而有利于提高軋制方向組織和性能的均勻性。

發明內容

本發明的目的在于通過在微碳鋁鎮靜鋼中加入微量的B并改變工藝控制制度提供一種低屈強比的深沖性良好的微碳鋁鎮靜鋼及其制備方法，使鋼板屈服強度≤130MPa，屈強比≤0.39，r值≥1.5。

本發明是通過在微碳鋁鎮靜鋼成分的基礎上添加0.001-0.008％的B，并采用熱軋低溫卷取工藝，經冷軋和連續退火后得到具有低屈強比的深沖性能良好的微碳鋁鎮靜鋼。

本發明所述的低屈強比的深沖性良好的微碳鋁鎮靜鋼板的組分和質量百分比含量為C：0.01-0.06％，Si≤0.5％，Mn≤0.4％，P≤0.02％，S≤0.02％，Al≤0.07％，N≤0.06％，B：0.001-0.008％，余量為Fe和不可避免的雜質。

本發明主要是通過B元素的析出作用來降低退火后微碳鋁鎮靜鋼板的屈服強度，其中B元素，本發明確定其含量為0.001-0.008％。適量的元素B可有效降低鋼板退火后的屈服強度，但添加量過多會導致性能惡化。當B/N具有化學計量比時，可獲得高r值和大晶粒尺寸的最佳性能。

本發明的低屈強比的深沖性良好的微碳鋁鎮靜鋼的制備工藝為：

(1)鋼坯加熱溫度1150-1250℃，保溫50-80min，熱軋工藝：1100-1150℃開軋，終軋溫度為870-930℃，軋后以大于20℃/s冷速冷卻至卷取溫度，卷取溫度≤650℃；

(2)冷軋工藝：熱軋板經酸洗之后冷軋，冷軋總壓下量為70-85％。

(3)退火工藝：連續退火工藝，退火過程為，將冷軋板從室溫以大于10℃/s的加熱速度加熱至800-870℃，保溫時間60-120s，然后冷至400℃保溫90-180s，之后冷卻至室溫。

本發明是通過50Kg真空電磁冶煉爐冶煉出符合設定成分控制范圍的鋼水并鑄成鑄坯，鑄坯經再加熱后進行熱軋、冷軋，熱軋的重點是控制熱軋終軋溫度和卷取溫度，冷軋的重點是控制總變形量，冷軋后的鋼板采用連續退火工藝生產出本發明所要求的鋼板，退火重點控制保溫溫度和保溫時間。獲得的鋼板具有低的屈服強度，較高的r值和較好的時效性。