[發明專利]一種屈服強度420MPa級冷軋鋼板及其制備方法

有效

• 申請號: 201611138928.1
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106636898B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 藍慧芳;杜林秀;王國棟;李建平;李強;邱春林
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/14;C22C38/12;C21D8/02;C21D1/26
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種屈服強度420MPa級冷軋鋼板及其制備方法，屬于冶金技術領域；鋼板組成成分及其質量百分比為：C 0.06～0.09％，Si 0～0.2％，Mn 0.8～1.0％，Ti 0～0.02％，Nb 0.01～0.025％，其余為Fe及不可避免雜質元素；制備方法：1)按照冷軋鋼板的化學成分配比，熔煉成鋼錠并鍛造成板坯；2)將板坯保溫，進行熱軋，制得熱軋板后，以一定冷卻速率，冷卻至適當溫度時卷取；3)將卷取后的熱軋板，酸洗后冷軋，制得冷軋板；4)將冷軋板，采用低溫均熱和分段冷卻的連續退火處理。本發明屈服強度420MPa級冷軋鋼板，微觀組織主要包括鐵素體、珠光體和滲碳體，其屈服強度為435～450MPa，抗拉強度為518～548MPa，延伸率A₈₀為25.0～26.3％。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種屈服強度420MPa級冷軋鋼板及其制備方法。

背景技術

汽車車體輕量化可達到降低能耗及CO₂排放量的目的。輕量化已被證明是汽車“節能減排”的關鍵技術路線，汽車自重每減少10％，可降低油耗6％-8％，降低二氧化碳排放13％。中國是世界汽車第一大生產和消費國，輕量化已成為汽車工業可持續發展的一個重要課題。汽車用鋼高強度化是實現汽車輕量化的有效途徑，汽車用鋼高強度化已成為必然趨勢。通過增加高強度鋼板的使用量強化車身結構，可提高其撞擊安全性。因此，高強度鋼板的使用可以兼顧成本及性能，滿足車體輕量化、提高撞擊安全性的需求。

在汽車制造中，汽車前后縱梁、側梁等受力結構件和加強件需要有良好的抗變形能力，即需要有高的屈服強度和高的屈強比。冷軋高強度低合金鋼在這些部件用量較大，常見牌號如屈服強度340MPa、380MPa及420LA，其中屈服強度420MPa級別為目前國標中最高級別。這類鋼需要依靠析出強化和細晶強化手段來提高屈服強度。由于對微合金元素有嚴格的用量限制，加之連退過程中微合金元素析出的控制上存在難度，實際生產中往往出現屈服強度偏低、強塑性匹配差、以及由于再結晶不充分導致的力學性能不穩定等問題。

連續退火是低合金高強鋼生產過程中的關鍵環節，連續退火溫度、帶鋼運行速度、冷卻速度和過時效溫度等直接影響最終成品的力學性能。鑒于實際生產過程中經常由于組織不均勻導致成形性能及力學性能穩定性等問題，目前企業生產過程中通常采用高溫均熱的方法來保證充分再結晶，從而獲得均勻的組織，均熱溫度一般在800℃左右甚至更高。

CN 102492823B涉及一種屈服強度420MPa級冷軋低合金高強鋼的連續退火工藝方法，其650℃以上采用150±25℃/s的加熱速率，均熱溫度為800±10℃。獲得的力學性能為屈服強度430MPa，抗拉強度500MPa，但其延伸率偏低，僅為21％，這可能與快速加熱造成的組織不均勻有關。此外，如此高的加熱速率，需要改變傳統生產線的加熱方式，采用如感應加熱方式，除了增加設備投資外，耗電量也將大幅提高。

CN 105714186A涉及一種屈服強度420MPa級冷軋低合金高強鋼的連續退火工藝方法，其均熱溫度為770±20℃。獲得的力學性能達到420MPa級別。但其Nb含量較高，為0.03％～0.06％，生產成本較高。

CN 103131843B涉及一種340MPa級別的冷軋低合金鋼的穩定化連續退火工藝。其帶鋼均熱溫度為795～805℃，力學性能平均值為：屈服強度376Mpa，抗拉強度471MPa，延伸率28％。但是，該方法中Nb含量為0.04％～0.05％，成本較高。

上述方法中均采用了高溫均熱，這將帶來如下問題：(1)高溫下，極易發生爐底輥結瘤，從而容易對運行過程中的帶鋼造成劃傷，影響帶鋼表面質量；(2)高溫均熱條件下，析出粒子極易發生粗化，同時鐵素體晶粒容易長大，造成強度下降；(3)高溫下，Si、Mn元素擴散能力提高，選擇性氧化加劇，帶鋼表面質量控制難度加大；(4)高溫下能耗增加，加熱成本較高。

發明內容